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Nachwachsende Zähne
Nach Angaben des US-Gesundheitsministeriums verliert der durchschnittliche Amerikaner bis zum 50 neigen dazu, nach mehrjähriger Nutzung herauszufallen. Daher könnte die Fähigkeit, einen natürlichen Zahn mit den begleitenden Knochen, Wurzeln und Nerven nachwachsen zu lassen, für viele eine deutlich gesündere Alternative darstellen.
Forschern der Tokyo University of Science ist es gelungen, einen biotechnologisch hergestellten Zahn in das Maul einer erwachsenen Maus zu transplantieren.
Kürzlich berichtete ein japanisches Team der Tokyo University of Science unter der Leitung von Associate Professor Takashi Tsuji in Naturmethoden dass es erfolgreich einen Zahn aus Zellen nachwachsen ließ, die aus Mausembryonen extrahiert wurden. Den Forschern gelang es, den Zahn einer erwachsenen Maus zu verpflanzen, und die Zahnknospe wuchs weiter zu voller Größe.
Zähne bei Mäusen bilden sich, ähnlich wie beim Menschen, während der Embryonalentwicklung aus zwei Hauptzelltypen: epithelialen und mesenchymalen. Epitheliale Zellen bilden den äußeren Zahnschmelz, während mesenchymale Zellen das innere Bindegewebe und die Blutgefäße eines Zahns bilden. Takashis Team isolierte beide Arten von Zellen aus mehreren Mausembryonen und übertrug sie dann in eine Kollagengelkultur, in der die Zellen wechselwirkten, um eine Zahnknospe zu bilden. Anschließend transplantierten die Forscher die Knospe in die Leber einer erwachsenen Maus, wo die erhöhte Blutversorgung die weitere Zahnbildung unterstützte. Schließlich führte Takashi den Zahn in eine leere Höhle im Maul der Maus ein, in der er zu voller Größe heranwuchs.
Ob die Technik für nachwachsende Zähne geeignet ist, ist ungewiss. Paul Sharpe, Leiter der Abteilung für Craniofaziale Entwicklung am King's College in London, bezweifelt, dass die Technik für den Menschen nützlich sein wird, zumal das Tokioer Team embryonale Zellen verwendet, die in großen Mengen schwer zu bekommen sind und als fremd abgelehnt werden können Substanz bei der Transplantation in einen menschlichen Erwachsenen.
Ein besserer Ansatz, so Sharpe, könnte darin bestehen, adulte Stammzellen zu verwenden, die aus Haaren, Haut oder anderem Gewebe eines Patienten gewonnen werden können; mit den richtigen molekularen Hinweisen manipuliert, um jede Art von Gewebe zu bilden; dann mit weniger Abstoßungsproblemen zurück in dieselbe Person transplantiert. Sharpes Labor sucht nach adulten Stammzellen, einschließlich solcher, die im Knochenmark und Zahnfleisch vorkommen, als mögliche Kandidaten für nachwachsende Zähne. Er und seine Kollegen sind bisher erfolgreich mit Knochenmarkstammzellen, der Bildung von Zähnen und der Transplantation in Maushöhlen. Sharpe sagt jedoch, dass die Gewinnung solcher Zellen aus menschlichem Knochenmark ein schmerzhafter Prozess ist. In den nächsten drei Jahren hofft er, leichter zugängliche Stammzellen zu identifizieren, die möglicherweise nicht nur Zähne, sondern vor allem auch Wurzeln bilden können.
Wenn man darüber nachdenkt, verpflanzt man einen Zahn unter das Weichgewebe, ins Zahnfleisch, sagt Sharpe. Dieser Zahn muss durchbrechen und Wurzeln bilden, damit er verbunden ist. Wenn Sie keine Wurzel bilden können, hat es keinen Sinn, etwas davon zu tun.
Tatsächlich hat eine Gruppe von Forschern der University of Southern California (USC) kürzlich Zahnwurzeln bei Schweinen mit adulten Stammzellen aus Weisheitszähnen nachwachsen lassen. Das Team unter der Leitung von Songtao Shi, Assistant Professor an der School of Dentistry der USC, isolierte Stammzellen aus den extrahierten Weisheitszähnen von 18- bis 20-jährigen Menschen. Aus diesen Zellen konnten die Forscher erfolgreich eine Zahnwurzel und ein Parodontalband nachbauen, die bei einer Transplantation in die Mundhöhle eines Schweins eine synthetische Krone tragen könnten. Shi sagt, es sei ein vielversprechender Anfang, und sein Team hofft, in den nächsten Jahren mit Versuchen am Menschen beginnen zu können. Schließlich stellt er sich vor, Stammzellen aus Quellen wie Weisheitszähnen zu isolieren und sie dann für die zukünftige Verwendung aufzubewahren, falls der Patient auf der ganzen Linie zahnärztliche Behandlung benötigt.
In den nächsten Jahren erwarten Shi, Sharpe und andere große Fortschritte im Bereich der Zahnregeneration. Wie Sharpe sieht, können die Arbeiten auf seinem Gebiet Forschern in anderen Bereichen des Tissue Engineering helfen.
Ich denke, dass die Tatsache, dass wir an einem Organ arbeiten, bei dem die Operation einfach und zugänglich ist, dazu führt, dass wir einige der Probleme bei einem Patienten leichter lösen können, sagt Sharpe. Wenn wir bei einem Patienten etwas tun und es nicht funktioniert, ist es sehr einfach zu korrigieren: Der Patient muss nur hereinkommen und den Mund öffnen. Wenn man das mit Leber oder Herz macht, ist es nicht ganz so einfach. So könnten wir gewisse Prinzipien des Orgelbaus beweisen.