Zähne entwickeln sich durch einen komplexen Prozess, bei dem Weichgewebe mit Bindegewebe, Nerven und Blutgefäßen mit drei verschiedenen Arten von Hartgewebe zu einem funktionellen Körperteil verbunden werden. Als Erklärungsmodell für diesen Prozess verwenden Wissenschaftler oft den Schneidezahn der Maus, der kontinuierlich wächst und während des gesamten Lebens des Tieres erneuert wird.
Trotz der Tatsache, dass der Schneidezahn der Maus oft im Entwicklungskontext untersucht wurde, bleiben viele grundlegende Fragen über die verschiedenen Zahnzellen, Stammzellen und deren Differenzierung und zelluläre Dynamik unbeantwortet.
Forscher des Karolinska Institutet, der Medizinischen Universität Wien in Österreich und der Harvard University in den USA haben nun mit Hilfe einer Einzelzell-RNA-Sequenzierungsmethode und genetischer Rückverfolgung alle Zellpopulationen in Mäusezähnen sowie in den jungen wachsenden und erwachsenen menschlichen Zähnen identifiziert und charakterisiert.
„Von den Stammzellen bis zu den vollständig ausdifferenzierten adulten Zellen konnten wir die Differenzierungswege der Odontoblasten, aus denen das Dentin – das harte Gewebe, das der Pulpa am nächsten ist – entsteht, und der Ameloblasten, aus denen der Zahnschmelz entsteht, entschlüsseln“, sagen der Letztautor der Studie, Igor Adameyko vom Department of Physiology and Pharmacology, Karolinska Institutet, und Co-Autor Kaj Fried vom Department of Neuroscience, Karolinska Institutet. „Wir haben auch neue Zelltypen und Zellschichten in den Zähnen entdeckt, die eine Rolle bei der Zahnempfindlichkeit spielen können.“
Einige der Funde können auch bestimmte komplizierte Aspekte des Immunsystems in den Zähnen erklären, und andere werfen ein neues Licht auf die Bildung von Zahnschmelz, dem härtesten Gewebe in unserem Körper.
„Wir hoffen und glauben, dass unsere Arbeit die Grundlage für neue Ansätze in der Zahnmedizin von morgen bilden kann. Insbesondere kann sie das schnell expandierende Feld der regenerativen Zahnmedizin vorantreiben, eine biologische Therapie zum Ersatz von beschädigtem oder verlorenem Gewebe.“