La odontología regenerativa representa un cambio de paradigma respecto a los tratamientos dentales actuales. Mientras que los procedimientos convencionales se centran en reparar el daño mediante materiales sintéticos, la regeneración busca restaurar la función biológica completa del diente, según explica Anne George, profesora de biología oral de la Universidad de Illinois en Chicago.

Los dientes están compuestos por cuatro capas principales: esmalte, dentina, cemento y pulpa dental. Cada una se desarrolla de manera diferente y cumple funciones específicas. Las caries, el problema dental más común, se forman cuando las bacterias de la placa dental se alimentan de azúcares y producen ácidos que disuelven gradualmente la capa de esmalte. Una vez que el esmalte se pierde y la dentina queda expuesta, el riesgo de caries aumenta significativamente.

George investiga las proteínas que ayudan a que la dentina crezca, se mineralice y se repare a sí misma. Su equipo clonó uno de los genes que ayuda a construir dentina, lo que permitió comprender mejor cómo los dientes crean y mantienen este tejido. Este conocimiento podría llevar a nuevos tratamientos que estimulen los dientes dañados para reparar las caries con dentina nueva por sí solos, eliminando la necesidad de los empastes tradicionales.

Hannele Ruohola-Baker, directora asociada del Instituto de Medicina de Células Madre y Medicina Regenerativa de la Universidad de Washington, trabaja en "empastes vivos" basados en el esmalte. Después de investigar muelas del juicio donadas, su equipo descubrió que las células especiales que producen esmalte, llamadas ameloblastos, mueren después de que un diente humano erupciona, por lo que no pueden estimularse una vez que el diente ha salido.

El equipo de Ruohola-Baker utilizó señales químicas para convertir células madre en ameloblastos e indujo otras células madre a convertirse en odontoblastos, que son las células que producen dentina. Combinados en un plato de cultivo, estos ingredientes produjeron un organismo dental que secreta proteínas de esmalte por sí solo. Ruohola-Baker prevé un futuro en el que estas proteínas de esmalte se utilicen para hacer empastes o se pinten sobre dientes agrietados. Su objetivo a largo plazo es un diente completamente cultivado en laboratorio: eventualmente, quiere incrustar las células ingenierizadas necesarias para construir un diente en la boca de un paciente y dejar que "la naturaleza se encargue del resto".

Para los dientes con múltiples caries y caries extensas, la mejor opción actual es extraerlos e implantar un implante dental, que consiste en un poste similar a un tornillo, una corona artificial y un conector. Sin embargo, los implantes no contienen nervios que ayuden a sentir mientras se mastica, por lo que es posible morder demasiado fuerte sin darse cuenta y agrietar el implante. Las bacterias pueden adherirse al implante, lo que genera una condición que puede afectar los dientes sanos restantes. Las coronas artificiales necesitan reemplazo después de aproximadamente 15 años y pueden costar miles de dólares, dependiendo del seguro.

Ana Angelova Volponi, directora de odontología regenerativa del King's College London, considera que los dientes completamente cultivados en laboratorio podrían ser una solución más duradera que los implantes. "En lugar de simplemente intentar parchar lo que ha sido dañado, podríamos usar un reemplazo biológico", dice Volponi, quien también está creando un organismo dental capaz de desarrollarse en un diente de reemplazo.

El equipo de Volponi descubrió que las células tomadas del tejido de las encías de adultos humanos, combinadas con células formadoras de dientes de ratones, podrían producir una estructura dental híbrida humano-ratón con raíces viables y en desarrollo. Ahora está trabajando en formas de recrear las instrucciones que guían la formación de dientes, junto con biomateriales ingenierizados que podrían ayudar a que esas células se ensamblen en un diente estructurado y funcional.

Pamela Yelick, profesora de la Escuela de Medicina Dental de Tufts en Estados Unidos, utilizó una estrategia diferente aprovechando una peculiaridad biológica de los cerdos Yucatán: sus mandíbulas contienen múltiples conjuntos de yemas de dientes adultos sin erupcionar. Yelick logró cultivar dientes similares a los humanos en cerdos Yucatán adultos utilizando una combinación de células dentales humanas y de cerdo.

El equipo recolectó células capaces de formar dentina de dientes humanos y células que forman esmalte de dientes sin erupcionar en mandíbulas de cerdo descartadas de un carnicero. "Incluso si un cerdo se sacrifica para alimento, hay yemas de dientes en la mandíbula que se están preparando para formar otro diente", explica Yelick. Después de cultivar las células en laboratorio, los investigadores las combinaron en un andamio bioingeniería diseñado para imitar el ambiente de un diente en desarrollo. Después de tres meses, estructuras similares a dientes se desarrollaron a una velocidad cercana a la de los dientes naturales de cerdo.

El éxito de este experimento generó una respuesta inmediata. "Fue una prueba de principio de que esto realmente podría funcionar... muchas, muchas personas se comunicaron desesperadas por solucionar sus propios problemas dentales", dice Yelick. Ahora busca realizar el experimento durante un período más largo y directamente dentro de una mandíbula de cerdo. Eventualmente, Yelick y su equipo quieren estimular que las células crezcan dientes en la boca de una persona sin involucrar células de cerdo.

La importancia de la salud oral va más allá de la estética. Históricamente, se subestimó que "la salud oral es clave para la buena salud sistémica", según Yelick. Ahora se entiende cada vez más que los problemas dentales, como las bacterias de la enfermedad de las encías, pueden aumentar el riesgo de enfermedades cardíacas e infecciones respiratorias. Incluso se han vinculado a la enfermedad de Alzheimer. La pérdida de dientes, mientras tanto, se asocia con más enfermedades y muerte prematura. Afecta la capacidad de comer, masticar y sonreír, y puede dañar el bienestar social y emocional, un ciclo insidioso que puede comenzar en la infancia.

Los tratamientos dentales actuales tienen limitaciones significativas. Los dentistas pueden reparar caries eliminando lo dañado y rellenando el espacio con un material hecho por el hombre, como una resina compuesta. También pueden usar empastes para reparar astillas y grietas menores. Sin embargo, estas son soluciones imperfectas. Por ejemplo, hay mucha variabilidad en la durabilidad de los empastes, que pueden durar entre cinco y 20 años. Tampoco es raro que las personas tengan que someterse a "intervenciones repetidas" con procedimientos como estos, según George.

A pesar de la demanda de estas nuevas tecnologías, aún faltan años para que la primera persona reciba cavidades autorreparables o un reemplazo de diente cultivado en laboratorio. Antes de "poder comenzar a hablar sobre" estudios en humanos, deben ocurrir experimentos con primates no humanos, según Ruohola-Baker. Eso requerirá más investigación, tiempo y dinero. Además, para que los dientes cultivados en laboratorio lleguen a las bocas humanas, los investigadores necesitan crear ambientes mejorados para el desarrollo de dientes.

Mientras tanto, las lecciones aprendidas en odontología regenerativa podrían ayudar a esfuerzos más amplios para reproducir varias partes del cuerpo, como órganos y huesos. Debido a que los dientes son "órganos vivos altamente sofisticados", según Yelick, los esfuerzos para replicarlos en laboratorios están enseñando a los científicos cómo funcionan los tejidos duros y blandos juntos a un nivel muy básico.

Aunque puede no suceder pronto, Volponi confía en que eventualmente habrá soluciones dentales regenerativas seguras y sostenibles disponibles para el público. "Así es como veo el futuro", dice. "No es muy claro, pero es esperanzador".