Белки против кариеса

Разработан метод восстановления зубной эмали

Анна Керман, ХХ2 век

Группа учёных из Лондонского университета королевы Марии (Queen Mary University of London) смогла разработать материал, способный восстанавливать повреждённую зубную эмаль. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications (Elsharkawy et al., Protein disorder–order interplay to guide the growth of hierarchical mineralized structures).

Идею создания биоматериала, способного в буквальном смысле слова залечивать «дырки» в зубах, подсказала природа. Учёные заметили, что многие материалы естественного происхождения, например, костная ткань, обладают специфической иерархической структурой. Структурные элементы таких тканей различаются по размеру и пространственной ориентации, что и придаёт материалу новые полезные свойства.

Формирование минерализованных тканей с иерархической структурой невозможно без биоминерализации, процесса, идущего на органических матрицах под строгим биологическим контролем. Белки управляют «строительством» ткани, на молекулярном уровне определяя пространственную ориентацию отдельных элементов и участвуя в формировании соединений.

Ранее учёным уже удавалось воспроизвести процесс минерализации костной ткани, а также создать материалы с иерархической структурой, использующие для роста хитиновые матрицы. Но одной из самых актуальных задач в этой области по-прежнему оставалось создание искусственной зубной эмали, по структуре и свойствам приближённой к своему естественному аналогу.

Для создания искусственной эмали разные команды учёных пытались использовать нанокристаллы апатитов и различные органические матрицы, однако безуспешно. Авторы нового исследования решили использовать в работе так называемые внутренне неупорядоченные белки (intrinsically disordered proteins, IDP), играющие важную роль в межмолекулярных взаимодействиях на границе «белок – минерал».

В итоге учёным удалось достичь цели: процесс минерализации начал носить управляемый характер, приводя к появлению должным образом сформированной иерархической структуры на основе нанокристаллов апатитов. Эксперименты продемонстрировали, что новый материал отличается твёрдостью и прочностью, а также устойчивостью к воздействию кислой среды, и, что немаловажно, может синтезироваться в различных условиях, в том числе – на поверхности живых тканей.

Разумеется, до внедрения нового материала в клиническую практику ещё далеко, но авторы разработки надеются, что со временем искусственная эмаль будет использоваться для регенерации твёрдых тканей, в том числе – в стоматологии.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru