(Mäuse-)Zähne vermehrt

Studie in den „Scientific Reports“ erschienen

SAITAMA (Biermann) – Forscher des japanischen RIKEN Center for Developmental Biology haben zusammen mit Wissenschaftlern der  Tokyo Medical and Dental University einen Weg gefunden, Zähne zu vermehren. Es gelang ihnen, bei Mäusen Zahnkeime zu extrahieren, in zwei Teile zu teilen und dann die Zähne in die Mäusekiefer zu implantieren, wo sie sich zu zwei vollständig funktionalen Zähnen entwickelten.

Laut Teamleiter Takashi Tsuji werden rund 10 Prozent der Menschen mit einigen fehlenden Zähnen geboren und nahezu alle Menschen verlieren mit dem Alter durch Unfälle oder Erkrankungen einige Zähne. Leider entwickeln Menschen nur eine begrenzte Zahl an Zahnkeimen. „Wir fragten uns, ob wir in der Lage sein könnten, aus einem einzelnen Zahnkeim mehrere Zähne zu produzieren“, sagte Tsuji.

Um zu zeigen, dass es machbar sein könnte, konzentrierte sich die Gruppe auf den Umstand, dass die Zahnentwicklung über ein wellenartiges Muster der Genexpression erfolgt, an welcher der Aktivator Lef1 und der Inhibitor Ectodin beteiligt sind.

Die Wissenschaftler entfernten Mäusen Zahnkeime und kultivierten sie. An einem geeigneten Zeitpunkt in diesem Entwicklungsprozess – den Experimenten zufolge nach 14,5 Tagen – teilten sie die Zahnkeime mit einem Nylonfaden nahezu in zwei Teile. Sie ließen nur eine kleine Verbindung stehen und setzten die Kultur fort.

Die Hoffnung bestand darin, dass sich signalgebende Zentren, welche die Welle der Moleküle zur Regulation der Zahnentwicklung kontrollieren, in beiden Teilen ausbilden würden – was dann auch geschah. Die miteinander verbundenen Keime entwickelten sich zu zwei Zähnen, die das Team in gebohrte Löcher in den Mäusekiefern transplantierte.

Die Zähne waren vollständig funktional, so dass die Mäuse kauen und Reize fühlen konnten, wenngleich sie nur halb so groß wie normale Zähne waren und die Hälfte der Zahl der Zahnkronen hatten – ein erwartungsgemäßes Ergebnis, da die Wissenschaftler bereits entwickelte Keime verwendeten. Die vollständige Studie, die am 17. Dezember 2015 in den „Scientific Reports“ erschienen ist, ist inklusive Bildern unter www.nature.com/articles/srep18393 kostenlos verfügbar.

Wichtig dabei: Die Forscher waren in der Lage, die Zähne mithilfe kieferorthopädischer Methoden –  Zahnspangen vergleichbar – zu manipulieren, und der Knochen bildete sich um, um sich an die Bewegung der Zähne anzupassen.

„Unsere Methode könnte möglicherweise für pädiatrische Patienten genutzt werden, die infolge von Störungen wie einer Lippenspalte oder dem Down-Syndrom keine richtig entwickelten Zähne haben, da die Keime der bleibenden Zähne oder der Molaren geteilt und implantiert werden könnten“, wagt Tsuji einen Blick in die Zukunft. „In der Zukunft könnten wir auch erwägen, Stammzellen zu nutzen, um mehr Keime wachsen zu lassen, aber noch gibt es Hindernisse für die Kultivierung solcher Zellen, die überwunden werden müssen.

Quelle: RIKEN-Institut ( www.riken.jp/en/pr/press/2015/20151218_4/  ), 18.12.2015 und Scientific Reports



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