Adriana Škapincová, LF UK BA, 5.ročník
V súčasnosti je dennou realitou ortodontickej praxe používanie fixných aj
snímateľných aparátov s množstvom pomocných zariadení na dosiahnutie
terapeutického efektu. S postupným rozvojom technológií sú momentálnym
predmetom výskumov kmeňové bunky, ktoré majú vďaka svojim jedinečným
vlastnostiam veľký potenciál v terapii napr. vrodených (rázštepy), ale aj
získaných (radíme sem napr. aj orofaciálne tumory) kraniofaciálnych anomálií,
pri riešení patologických stavov TMK, v ortodontickej liečbe (napr. palatálna
expanzia). Spoločným menovateľom v terapii spomínaných defektov je kostná
prestavba/regenerácia, ktorú práve aplikáciou kmeňových buniek vieme výrazne
ovplyvniť. Kmeňové bunky je možné odobrať, následne zastabilizovať na tzv.
“scaffoldoch” a tak replantovať na miesto defektu. Od klinickej aplikácie si lekári
sľubujú hlavne zrýchlenú kostnú regeneráciu,lepšiu estetiku a prediktabilitu
výsledkov.
Kmeňové bunky
Kmeňové bunky (ďalej SC – stem cells) sú bunky s neobmedzenou schopnosťou sebaobnovy. Ich mitotickým delením vznikajú 2 bunky – jedna identická s materskou (pre udržanie stáleho rezervoáru alebo tzv, “poolu”) a druhá, z ktorej môže vzniknúť aspoň jeden vysokodiferencovaný bunkový typ. Existuje viacero typov SC, podľa zdroja a podľa toho, na koľko bunkových línií sa môžu diferencovať (totipotentné, pluripotentné, multipotentné). Základom využitia SC je zistenie, že aj v dospelom organizme sa stále takéto bunky v tkanivách nachádzajú a zachovávajú si danú fenotypovú plasticitu. Štúdie ukázali, že plnohodnotným zdrojom SC nemusí byť len kostná dreň, ale ekvivalentom k nej sú aj kraniofaciálne štruktúry ako napríklad mandibulárna kosť, zuby, periodoncium a TMK.
Po odobratí SC z darcovského miesta je nevyhnutné podporiť ich delenie a dozrievanie pomocou integrácie do spomínaných scaffoldov, ktoré sú osteokonduktívne a umožňujú tak kmeňovým bunkám “rásť”. Na to, aby sa mohli bunky diferencovať na požadovanú bunkovú líniu je potrebné pridať osteoinduktívne rastové faktory. Výsledkom aplikácie kmeňových buniek je zrýchlený proces neovaskularizácie, regenerácie, integrácie do miesta aplikácie, a zároveň je výrazne redukovaná atrofia počas fázy hojenia. V súčasnosti sa začali čoraz viac využívať autografty na reparáciu kostných defektov (napr. fibulárna kosť…) – ide o autograft, s použitím ktorého sú ale spojené viaceré riziká ako napr. nedostatočné zdroje tkaniva na strane darcu, morbidita miesta odberu, postoperačná bolesť, predĺžený operačný čas a nepredvídateľné formovanie štepu. Práve pri tomto type operačných zákrokov by mohli kmeňové bunky v budúcnosti urýchliť hojenie a minimalizovať problémy spojené s odberovým miestom. Tkanivové inžinierstvo využíva ako kostru pre SC aj modely vytlačené 3D tlačou, na ktoré potom “nasádza” populácie kmeňových buniek spolu s rastovými faktormi, ktoré podporujú konkrétny typ diferenciácie.
SC v terapií a patológií TMK
TMK je zložený z kostných aj chrupavkových štruktúr, ktoré sú zavzaté do kĺbneho púzdra vyplneného synoviálnou tekutinou a kĺbnym diskom. Dôležitým poznatkom je, že kĺbne plochy podliehajú počas života mnohým zmenám vplyvom exogénnych faktorov a že v processus condylaris mandibulae sa nachádza dôležité rastové centrum, ktoré sa výrazne podieľa na postnatálnom vývoji tvárového skeletu. Processus condylaris rastie aktívne aj počas detského veku (vplyv má vývoj dentície) proliferáciou progenitorových (SC) buniek, ktoré sa diferencujú v chondrocyty. Chondorcyty vytvoria chrupavkovú matrix a tá je postupne nahradzovaná lamelárnou kosťou. Vďaka tomu, že vieme tento proces pomocou aplikácie SC ovplyvniť, je možné nielen reparovať viaceré patologické stavy TMK, ale aj meniť pozíciu mandibuly. V minulosti už bolo dokázané, že funkčná terapia chorôb TMK (hlavne čo sa týka protrakcie) vedie ku zvýšeniu počtu mezenchymálnych progenitorových buniek vo fossa temporalis, čo malo za následok tvorbu novej kortikálnej kosti – preto sa predpokladá, že intraartikulárna aplikácia SC by mohla viesť práve k novotvorbe kosti v tejto oblasti. Hypotéza si ale vyžaduje ďalšie, predovšetkým klinické testy.
TMK je kĺb, ktorý je často postihovaný fraktúrami, osteoartritickými zmenami, reumatoidnou artritídou a raritnejšie tumormi. Prevalencia chorôb TMK sa v populácii každým rokom výrazne zvyšuje. Okrem bolesti samotného kĺbu sa manifestujú myalgiou, bolesťami hlavy a štrukturálnou deštrukciou TMK. Súčasné možnosti terapie sú autogénne kostné štepy (napr. z rebra), alebo allogénne materiály – výsledky však nie sú dostatočne uspokojivé a zároveň sú tieto zákroky sprevádzané mnohými komplikáciami. Definitívou je u pacienta s pokročilou degeneratívnou poruchou totálna náhrada kondylárneho výbežku, ktorá ale často vedie ku imunorejekciám, dislokáciám, resp. ani biokompatibilita nie je ideálna. Kvôli vysokému percentu komplikácií sa veľká nádej vkladá práve do tkanivového inžinierstva, ktoré je schopné produkovať osteochondrálne funkčné tkanivo (také, aké sa fyziologicky v TMK nachádza). “Pestovanie” osteochondrálneho tkaniva bolo už predmetom viacerých štúdií, kedy sa vzorka odobratá z ľudského pupočníka podporila chondrogénnymi rastovými faktormi a výsledkom bolo formovanie nových chondrocytov v rastovom médiu. Predmetom ďalšieho výskumu bolo formovanie ľudského mandibulárneho kondylu zo vzoriek prasacieho a potkanieho pupočníka na rastových médiách – vzorky za pomoci rastových faktorov nasledovali tvar určený scaffoldom, na ktorom boli “pestované”. Ako problematickejšie sa zatiaľ javí vypestovanie discus articularis, ktorého štruktúra je o niečo komplikovanejšia. Takáto aplikácia SC v klinickej praxi je ale stále len v štádiu výskumov na zvieracích vzorkách.
Možné indikácie použitia kmeňových buniek v dentofaciálnej ortopédii:
Rýchla maxilárna expanzia
Vrodená maxilárna hypo- plázia je spojená s viacerými ťažkosťami, ako sú napr. okluzálna disharmónia, estetické a funkčné problémy, z ktorých je veľmi závažným napr. zúženie dýchacích ciest, ktoré potom vedie k ústnemu dýchaniu. Zmena fyziologického typu dýchania má tiež svoje dôsledky – či už týkajúceho sa zmien alveolárneho výbežku alebo polohy jazyka. Korekcia zúženej čeľuste je možná pomalou ortodontickou expanziou, rýchlou maxi- lárnou expanziou (bez/s chirurgickou intervenciou) alebo invazívnym zákrokom pomocou Le Fort I osteotómie. RME (rýchla max. expanzia) je indikovaná u pacientov do
12 rokov s konstrikciou na skeletálnom, dentálnom alebo kombinovanom podklade. Podstatou zákroku je otvorenie sutura palatina mediana na tvrdom podnebí, stabilizácia medzery a následné rozšírenie maxily, pre vyrovnanie diskrepancie medzi čeľusťami. Po vytvorení medzery sa táto vyplní krvou a granulačným tkanivom, ktoré aktivuje hojenie a novotvorbu kostného tkaniva. Kľúčová je ale následná retenčná perióda, ktorá musí byť dostatočne dlhá, aby nedošlo k relapsu. Aplikáciou SC sa dosiahne hlavne zrýchlenie ostegenézy (zvýšenou tvorbou osteo- blastov a zrýchlenou angiogenézou), čo umožňuje kratšiu retenčnú periódu a celkové skrátenie hojenia.
Záver
Súčasné štúdie teda ukazujú, že aplikácia SC v kombinácií s vhodným scaffoldom alebo rastovým faktorom je budúcnosťou v chirurgickej liečbe dentofaciálnych deformít, defektov TMK a rôznych patologických stavov alveolárneho výbežku. Taktiež sa ukazuje, že by SC mohli výrazne prispieť ku zlepšeniu výsledkov ortodontickej liečby, jej urýchleniu a zníženiu komplikácií či už počas alebo po liečbe (napr. aj ako prevencia relapsov). Výsledky in vitro štúdií sú zatiaľ veľmi povzbudzujúce, avšak aby sme mohli uvažovať o úspešnej klinickej aplikácii, sú nevyhnutné ešte mnohé in vivo štúdie, ktoré by pravdivosť hypotéz potvrdili.
