Le numerose patologie a danno dei denti (carie, pulpiti, periodontiti apicali) hanno un enorme costo sociale e in moltissimi casi portano alla perdita dei denti con un susseguente peggioramento della qualità della vita. Negli ultimi anni, tuttavia, si sono sviluppate numerose tecniche d'avanguardia che utilizzando l'ingegneria genetica combinata all'enorme potenzialità rigenerativa delle cellule staminali saranno in grado di sostituire completamente ed senza alcun margine di rischio i classici rimedi basati sulle protesi artificiali. La realizzazione dei trattamenti rigenerativi per i complessi dentali richiede l'integrazione di tre elementi chiave: la caratterizzazione dei segnali morfogenetici induttivi (morfogeni), la presenza della matrice extracellulare di supporto e l'esistenza di cellule staminali adulte rispondenti.

I morfogeni sono segnali extracellulari secreti dalle cellule che governano la morfogenesi dei denti e delle strutture peridentali associate, quali l'osso alveolare, il cemento, il legamento peridentale e la gengiva. Esistono cinque famiglie geniche deputate a questo compito anche se studi recenti hanno dimostrato che la famiglia delle Bone morphogenetic proteins (BNP) è in grado di rigenerare completamente i denti nell'adulto.

Il supporto fornisce un microambiente tridimensionale chimico-fisico e biologico essenziale per la crescita e il differenziamento cellulare, per la adesione cellulare e per la migrazione delle cellule. Nella terapia genica applicata ai denti il supporto devo rispondere a caratteristiche ben precise di biocompatibilità, non tossicità e di resistenza fisica e meccanica. Negli ultimi anni sono stati studiati numerosi polimeri naturali e sintetici che rispondo a tali requisiti soprattutto per quanto riguarda biocompatibilità e bioattività.

Le cellule staminali adulte possiedono caratteristiche biologiche così peculiari che le rendono fondamentali per i processi rigenerativi nell'adulto. Innanzitutto esistono sottoforma di cellule indifferenziate e mantengono questa proprietà fin quando non vengono esposte e rispondono ad un appropriato segnale; inoltre esse hanno la capacità di rinnovarsi per periodi prolungati ed infine conservano la proprietà di differenziarsi in un ampio spettro di fenotipi cellulari differenti a seconda del microambiente e del segnale specifico. A differenza delle cellule staminali, i precursori cellulari, invece, sono una classe di cellule indifferenziate che però hanno perso la capacità di autoreplicazione per lunghi periodi.

Numerosi studi hanno indicato che le cellule staminale e/o i progenitori sono presenti sia nella polpa dentale sia nel legamento peridentale e sono in grado di differenziarsi in odontoblasti (le cellule deputate alla deposizione della dentina) in risposta al BMP. Una sfida per il futuro è l'isolamento di cellule staminali sia dalla polpa dentale che dal legamento peridentale e la crescita in vitro di queste cellule. Numerose ricerche stanno concentrandosi anche sull'isolamento di cellule staminale adulte universali che porterebbero ad aggirare le barriere di immunoistocompatibilità.

Attualmente vengono utilizzate due strategie differenti per rigenerare la dentina (la matrice extracellulare mineralizzata che forma la struttura del dente). La terapia in vivo, attraverso la quale le proteine BMP sono applicate direttamente alla superficie esposta o amputata della polpa. E la terapia in vitro, nella quale le cellule staminali progenitrici vengono isolate, fatte differenziare con proteine BMP ricombinanti e infine trapiantate per rigenerare la dentina. La speranze riposte nelle strategie di ingegnerizzazione dei tessuti sta nel fatto che applicazioni di morfogeni ricombinanti e di cellule staminali\\progenitori rigenerative in supporti biologici appropriati permetteranno a medio termine il trattamento della maggior parte delle patologia dei denti.