hajar är de ultimata rovdjurna i vattenområdet tack vare en karaktär i synnerhet – tänder. Inte bara är shark tänder knivskarpa men de är också ständigt regrown hela livet, gradvis ersättas som ett transportband av rader av tänder, och inte bara när de är slitna eller faller ut.

detta står i skarp kontrast till människor, som bara utvecklar två uppsättningar tänder i sina liv (mjölk och vuxen). Det var bra när vi bara bodde i några decennier och åt fodermat. Men med modern medicin som kraftigt förlänger våra liv och våra dieter mycket mer slipande och sura, är dessa två uppsättningar ofta inte tillräckligt, vilket innebär att vi behöver invasiva keramiska implantat eller opraktiska proteser. Så vad händer om vi kunde ta reda på den genetiska grunden för hajens förmåga att återfå sina tänder och använda den för att utveckla nya metoder för att odla nya, naturliga tänder hos människor?

hajar växer faktiskt inte tänder en efter en men har flera rader inuti käken som ständigt växer tillbaka. När en tand på käkens kant faller ut, rör sig motsvarande tand i raden bakom den framåt för att ersätta den. De underliggande mjuka vävnaderna förankrar och bär varje tand som ett transportband.

när unga hajar dyker upp från sina äggfall eller deras mödrars livmoder (hajar kan födas på något sätt), har de en fullt utvecklad transportbandsuppsättning av tänder (tandvård), med rader av skarpa tänder redo för utfodring.

mina kollegor och jag studerade nyligen nyckelgenerna som är involverade i tandregenerering i en liten hajart som kallas catshark (scyliorhinus Canicula). Dess ägg kan enkelt samlas in och embryona inuti kan höjas för att visa oss den exakta uppsättningen utvecklingsstadier som tandbildning och regenerering går igenom.

Vi fann att inom epitelcellerna som leder hajarnas mun finns det speciella fack av stamceller som är nyckeln till deras kontinuerliga tandåterväxt.

utan dessa stamceller skulle hajarna lida som människor med endast en begränsad uppsättning tänder, vilket i sin tur skulle påverka deras framgång som jägare högst upp i livsmedelskedjan. Vi analyserade stamcellsfacken i hajens mun och dechiffrerade alla aktiva gener som är involverade i hajtandutveckling och regenerering.

återställa tandtillväxt

alla ryggradsdjur, från hajar till däggdjur, är otroligt lika. För det första består deras struktur alltid av en hård mineralvävnad som kallas dentin som är täckt med ännu hårdare emalj eller liknande material. Men vi har också funnit att generna som styr tandutvecklingsprocessen också är mycket lika.

detta är viktigt eftersom det tyder på att den viktigaste genetiska informationen som vi upptäcker hos hajar kan vara avgörande för att förstå hur tandregenerering fungerar och hur den processen förhindras hos människor.

nästa fas av forskningen är att jämföra hajtandgenetisk signatur med den mänskliga för att ta reda på om hajar har några gener som är inaktiva hos människor. Det kan ge ledtrådar till mekanismen för vår förlorade regenerativa förmåga och hjälpa oss att ta reda på om vi kan återfå ett sätt att börja bilda nya tänder i munnen med hjälp av stamceller.

Vi har nu startat en ny studie för att jämföra mänskliga orala vävnader som fortfarande kan behålla viss förmåga att regenerera tänder. Specifikt jämför vi aktiva och mycket regenerativa hajtandstamceller till spännande cellkluster som behålls i den vuxna mänskliga käken som kan vara målet för en behandling för att växa nya tänder.

dessa är tidiga stadier av forskningen, och många laboratorier runt om i världen är inriktade på olika sättatt utveckla nya mänskliga tänder. Men tanken är att om vi redan behåller celler med framtida regenerativ potential, kan vi kanske odla våra egna källor till ”stamliknande” celler för att starta processen med tidig tandutveckling.

Vi kan sedan implantera dem i tandlösa områden i käken när nya tänder behövs. Naturligtvis skulle många experiment och försök behöva utföras innan vi kommer till detta skede. Så att förstå hajarnas kontinuerliga återväxt kan ge viktiga ledtrådar för produktion av nya tänder för människor.