Andai sel induk pulpa pada gigi sejati manusia dapat diinduksi untuk melakukan diferensiasi, maka gigi fraktur, gigi gumpil, dan gigi patah dapat pulih kembali seperti semula. Tapi, apakah prakara ini mungkin? Para peneliti melakukan penelitian atas kemungkinan ini menggunakan binatang laboratorium dan ternyata mungkin.

Rekayasa jaringan memerlukan 3 bahan pokok, yaitu:

1. sel induk yang dapat merespon induksi
2. sinyal morfogenetik, termasuk faktor diferensiasi dan faktor pertumbuhan
3. matriks ekstraseluler, perancah tempat tumbuhnya sel-sel induk yang berproliferasi dan berdiferensiasi.

Dalam proses pembentukan tulang, diferensiasi dari sel induk mesenkim menjadi osteoblas dan sel tulang baru memerlukan induksi dari BMP (Bone Morphogenetic Protein). Setelah proses diferensiasi dipicu, faktor pertumbuhan selanjutnya berperan menuntun proses diferensiasi sel induk mesenkim menjadi osteoblas.

Dalam diferensiasi pembentukan odontoblas, BMP juga diperlukan untuk menginduk sel induk pulpa gigi agar berdiferensiasi menjadi odontoblas. Setelah proses diferensiasi dipicu, faktor pertumbuhan selanjutnya berperan menuntun proses diferensiasi sel induk pulpa gigi menjadi odontoblas.

Salah satu anggota BMP, yaitu GDF11 (Growth/differentiation factor 11) diekspresikan dalam diferensiasi odontoblas. GDF11 terlibat dalam diferensiasi sel induk pulpa menjadi odontoblas. Para peneliti menjajaki kemungkinan apakah transfer gen GDF11 menstimulasi diferensiasi odontoblas pembentukan dentin reparatif. Hasil penelitian itu menyingkapkan GDF11 punya potensi untuk membentuk dentin reparatif. Ini membuka peluang bagi terapi gen dalam perawatan endodontik pada masa datang.

GDF11 diekspresikan pada hari ke 0, hari ke-5 dan hari ke-9. Ekspresi GDF11 pada hari ke-9 sudah sangat lemah. Kemudian GDF11 menurun dan menghilang pada hari ke-14. GDF11 muncul lagi dalam proses diferensiasi pada hari ke-21 dan 28.

Sementara itu, Dmp1 dan Dsp menurun pada hari ke-9 dan muncul lagi pada hari ke-21 sehubungan dengan ekspresi GDF11. Osteokalsin diekspresikan pada hari ke-28 ketika mineralisasi dapat dideteksi dengan pewarnaan Alizarin Red. Pola ekspresi GDF11, Dmp1, dan Dsp menunjukkan bahwa GDF11 berperan dalam diferensiasi odontoblas.

Aplikasi dalam perawatan endodontik

Penelitian yang berlangsung pada masa kini menunjukkan kemungkinan penggunaan rekayasa jaringan gigi untuk perawatan gigi pada masa datang, yaitu dengan menggunakan sel induk pulpa yang diinduksi agar berdiferensiasi dan membentuk jaringan baru untuk mengganti jaringan yang telah rusak atau telah hilang. 

Sel induk pulpa gigi (DPSCs, Dental Pulp Stem Cells) dapat berdiferensiasi jadi odontoblas. Sel induk tersebutu bisa digunakan langsung untuk terapi gigi atau untuk mengoptimalkan biomateri dalam perawatan gigi.

Ada dua pendekatan yang diterapkan dalam regenerasi dentin memakai teknik rekayasa jaringan.

1. Materi pengisi mengandung faktor pertumbuhan atau molekul yang menginduksi pembentukan dentin reparatif. Hasil purna dari pendekatan pertama ini adalah lubang gigi kembali menutup karena odontoblas tumbuh dan mengisi bagian berlubang yang telah diberi pengisi itu.
2. Perancah dipasang pada pulpa terbuka dan sel-sel yang serupa odontoblas diletakkan dan ditumbuhkan pada perancah itu agar membentuk kembali bagian gigi yang hilang atau rusak. Hasil purna dari pendekatan yang kedua adalah gigi kembali utuh seperti semula.

Faktor pertumbuhan

Faktor pertumbuhan dalam diferensiasi odontoblas meliputi:

• Reseptor hormon pertumbuhan
• IGF dan reseptornya
• aFGF, bFGF, FGF R,
• NGF dan reseptornya
• Superfamily TGF-β 
• EGF

Referensi

Jean Victor Ruch, Herve Lesot, dan Catherine Begue-Kirn. Odontoblast differentiation (Diferensiasi odontoblas). Int. J. Dev. Biol. 39: 51-68 (1995)

M Nakashima, K Mizunuma, T Murakami dan A Akamine. Induction of dental pulp stem cell differentiation into odontoblasts by electroporation-mediated gene delivery of growth/differentiation factor 11 (Gdf11) (Induksi diferensiasi sel induk pulpa gigi jadi odontoblas dengan GDF11). Gene Therapy June 2002, Volume 9, Number 12, Pages 814-818