Stammzellen sind der Schlüssel zur Wundheilung, da sie sich im ganzen Körper zu spezialisierten Zelltypen entwickeln – auch in den Zähnen. Nun hat ein internationales Forscherteam einen Mechanismus gefunden, der eine mögliche neue Lösung für die Zahnreparatur bieten könnte.

Die in der Nature Communications veröffentlichte Studie zeigt, dass ein Gen namens Dlk1 die Aktivierung von Stammzellen und die Geweberegeneration bei der Zahnheilung fördert. Die Arbeit wurde unter der Leitung von Dr. Bing Hu von der Peninsula Dental School der Universität Plymouth in Zusammenarbeit mit Forschern aus aller Welt* durchgeführt.

Zellen tragen zur Bildung des Zahndentins bei

Dr. Hu und sein Team entdeckten eine neue Population mesenchymaler Stammzellen (die Stammzellen, aus denen Skelettgewebe wie Muskeln und Knochen bestehen) in einem kontinuierlich wachsenden Schneidezahnmodell der Maus. Sie zeigten, dass diese Zellen zur Bildung des Zahndentins, des harten Gewebes, das den Hauptteil des Zahns bedeckt, beitragen.

Vor allem aber zeigte die Arbeit, dass diese Stammzellen, wenn sie aktiviert werden, über ein molekulares Gen namens Dlk1 Signale an die Mutterzellen des Gewebes zurücksenden, um die Anzahl der produzierten Zellen zu steuern. Diese Arbeit ist die erste, die zeigt, dass Dlk1 für das Funktionieren dieses Prozesses unerlässlich ist.

Neuartige Lösung der Zahnbehehandlung

Im selben Bericht wiesen die Forscher auch nach, dass Dlk1 die Aktivierung von Stammzellen und die Geweberegeneration in einem Zahnwundheilungsmodell verbessern kann. Dieser Mechanismus könnte eine neuartige Lösung für die Reparatur von Zähnen, die Behandlung von Problemen wie Karies und Bröckelschäden (Karies) und die Traumabehandlung darstellen.

Weitere Studien nötig

Um die Ergebnisse für klinische Anwendungen zu validieren, müssen weitere Studien durchgeführt werden, um die geeignete Behandlungsdauer und -dosis zu ermitteln, aber diese ersten Schritte in einem Tiermodell sind aufregend, wie Dr. Hu erklärt.

Was die Autoren sagen

“Stammzellen sind so wichtig, weil sie in Zukunft von Labors verwendet werden könnten, um Gewebe zu regenerieren, das durch eine Krankheit beschädigt wurde oder verloren gegangen ist – deshalb ist es wichtig zu verstehen, wie sie funktionieren. Durch die Entdeckung der neuen Stammzellen, die den Hauptkörper eines Zahns bilden, und durch den Nachweis ihrer lebenswichtigen Verwendung von Dlk1 bei der Regeneration des Gewebes haben wir wichtige Schritte zum Verständnis der Stammzellenregeneration gemacht. Die Arbeit fand in diesem Stadium in Labormodellen statt, und es sind noch weitere Arbeiten erforderlich, bevor wir sie beim Menschen anwenden können. Aber es ist ein wirklich großer Durchbruch in der regenerativen Medizin, der in Zukunft große Auswirkungen auf die Patienten haben könnte.”

Dr. Hu, Institute of Translational and Stratified Medicine (ITSMed) der Universität

“Wir sind von den jüngsten Fortschritten in der Gruppe von Dr. Bing Hu begeistert. Diese neue Arbeit, zusammen mit einer kürzlich im EMBO Journal veröffentlichten, hochwirksamen Arbeit über eine andere Art von Stammzellen im Zahn, nämlich epitheliale Stammzellen, bringt Plymouth an die Spitze der weltweiten zahnmedizinischen und kraniofazialen Stammzellenforschung und regenerativen Medizin. Wir gehen davon aus, dass diese Forscher Zahnpatienten bald zeit- und kosteneffizientere Lösungen für schwerwiegende Zahnprobleme – von Trauma bis Karies – bieten werden.”

Professor Christopher Tredwin, Leiter der Peninsula Dental School

Die vollständige Studie trägt den Titel Transit Amplifying Cells Coordinate Mouse Incisor Mesenchymal Stem Cell Activation und ist ab sofort in Nature Communications zu sehen.

Die Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China, den National Institutes of Health, der Deutschen Forschungsgemeinschaft, den Marie Skłodowska-Curie-Maßnahmen der Europäischen Union, dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung und dem Biotechnology and Biological Sciences Research Council unterstützt.

*Vollständige Liste der an der Studie beteiligten Institutionen

China: Peking University, Capital Medical University, Shenyang Stomatological Hospital und Second Hospital of Shandong University
Dänemark: Universität von Süddänemark, Universität von Kopenhagen
Deutschland: Max-Planck-Institut für Molekulare Biomedizin und Technische Universität Dresden
Saudi-Arabien: König-Faisal-Universität
Singapur: Nationale Universität von Singapur
Schweiz: Universität Genf
England: Universität von Plymouth
Kalifornien, USA: Keck Graduate Institute;
Texas, USA: UT Health San Antonio

Quellen:
Info: Universität von Plymouth – https://www.plymouth.ac.uk/news/scientists-uncover-new-tooth-repair-method
Foto: Pixabay/geralt