Das Wissen, aus welchen Zellen der menschliche Zahn und seine unmittelbare Umgebung bestehen, hilft Mediziniern bei der Unterstützung des Heilungsprozesses verletzter Gewebe. Es kann möglicherweise künftig sogar dazu beitragen, dass verlorenes Gewebe regeneriert wird. Schweizer Wissenschaftern ist es nun gelungen, sämtliche Zellen des menschlichen Zahns zu analysieren und somit das Fundament für zellbasierte, regenerative Zahnbehandlungen zu legen.

Das Forschungsteam unter der Leitung von Thimios Mitsiadis von der Universität Zürich und Andreas Moor von der ETH Zürich, hat den ersten Einzelzell-Atlas der menschlichen Zähne im Fachjournal "iScience" veröffentlicht. Durch die Kombination von fortschrittlicher Sequenzierungstechnologie und moderner Zahnmedizin konnten die Forschenden jede einzelne Zelle unterscheiden, die Teil der Zahnpulpa und des Zahnhalteapparates ist.

Unterschiede und Gemeinsamkeiten

"Unsere Studie zeigt die genaue Zusammensetzung dieser beiden Gewebe. Beide sind anfällig für Karies und Parodontitis und enthalten gleichzeitig Stammzellen, die ein großes regeneratives Potenzial besitzen", erklärt Pierfrancesco Pagella, einer der beiden Erstautoren. Die Analyse zeigte, dass die Zelltypen im Zahnmark und im Halteapparat sehr heterogen sind. Überraschenderweise sind die molekularen Signaturen der Stammzellpopulationen jedoch sehr ähnlich.

Schweizer Wissenschafter legten nun einen Einzelzell-Atlas der menschlichen Zähne vor.
Illustr.: ZZM/UZH

"Wir vermuten, dass das unterschiedliche Verhalten einzelner Zelltypen durch ihre jeweilige Umgebung hervorgerufen wird", sagt Pagella. Die spezifische Zusammensetzung des zellulären Mikromilieus ist daher wohl verantwortlich für die großen funktionalen Unterschiede der Stammzellen in den verschiedenen Zahnkompartimenten.

Neue Therapien

Der neue Atlas stellt einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis der komplexen, zellulären und molekularen Zusammensetzung des menschlichen Zahngewebes dar. Er hilft, die Interaktionen von Zahnpulpa- und Parodontalzellen besser zu verstehen, die an der Immunantwort auf bakterielle Angriffe beteiligt sind.

"Die Einzelzell-Analyse könnte nicht nur für diagnostische Zwecke nützlich sein und die Früherkennung von Zahnerkrankungen unterstützen, sondern auch zur zellbasierten Regeneration von beschädigten Teilen der Zähne beitragen", erklärt Mitsiadis. (red, 3.5.2021)