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Keine gesunden Zähne ohne dieses Gen: Wird bei der Zahnbildung das so genannte Jagged2-Gen deaktiviert und so der Notch-Signalweg unterbrochen, sind Missbildungen der Zahnkronen und fehlendes Zahnschmelz die Folgen. Da dieser Signalweg bei der Entwicklung von allen Geweben und Organen beteiligt ist, sind diese Erkenntnisse von Forschenden der Universität Zürich von weiter reichender Bedeutung.
Mittels Signalwege reagieren Zellen auf äussere Signale. Einer der wichtigsten und am weitesten verbreiteten Signalwege ist der Notch-Signalweg. Er ist evolutionsgeschichtlich mit grosser Konstanz überliefert, und er ist bei der Entwicklung aller Organe und Gewebe in tierischen und in menschlichen Embryonen beteiligt. Benachbarten Zellen ermöglicht der Notch-Signalweg, verschiedene Formen anzunehmen. So kontrollieren die über Notch-Rezeptoren zwischen nachbarschaftlichen Zellen ausgetauschten Signale die Formung, Entwicklung und Ausbildung von Organen. Auch die Formung und Ausdifferenzierung der Zähne wird von Notch-Rezeptoren kontrolliert und beeinflusst.
Die Forschergruppe um Thimios Mitsiadis, Professor für Orale Biologie der Universität Zürich, hat nun anhand von Mäusen zeigen können, dass das Jagged2-Gen unabdingbar ist für die gesunde Entwicklung der Zähne. Wird dieses Gen nämlich deaktiviert und der Notch-Signalweg so unterbrochen, sind gravierende Missbildungen die Folge: Die Zahnkronen der Molaren (Mahlzähne) waren bei den entsprechend mutierten Mäusen deformiert, und es formten sich zusätzliche Spitzen. Bei den Schneidezähnen waren Zellteilung und Zahnschmelzbildung blockiert.
Biozähne: Ein Ziel der Stammzellenforschung
Den Notch-Signalweg zu verstehen und die Gene zu kennen, welche Form und Gestalt von Gewebe und Organen steuern, ist für viele Bereiche bedeutungsvoll. Auf dem Gebiet der Zahnmedizin verweist Thimios Mitsiadis auf den grossen Nutzen, den dieses Wissen insbesondere für die Stammzellenforschung hat: Denn das Ziel sei hier, das Potential von Stammzellen nicht nur für die Reparatur von Zähnen zu nutzen, sondern für die Herstellung gänzlich neuer Zähne – so genannten Biozähnen. Benötigt werden hierfür Kenntnisse der genauen genetischen Mechanismen, welche die Zahnform bestimmen. Einen neuen Zahn zu generieren, dessen Form den individuellen Patientenbedürfnissen angepasst ist, ist heute noch nicht möglich. Eine kombinierte Lösung aber ist bereits mit dem heutigen Wissensstand denkbar, wie Mitsiadis ausführt: «Eine Kombination von Stammzellen mit künstlichen Stützgerüsten könnte eine Lösung für dieses Problem sein.»
Literatur:
Thimios A. Mitsiadis, Daniel Graf , Hansueli Luder, Thomas Gridley, Gilles Bluteau: BMPs and FGFs target Notch signalling via jagged 2 to regulate tooth morphogenesis and cytodifferentiation, Development, Vol. 137 / Issue 18, 2010, doi:10.1242/dev.049528
Kontakt:
Prof. Thimios Mitsiadis
Direktor des Instituts für Orale Biologie am Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde (ZZMK) der Medizinischen Fakultät der Universität Zürich
thimios.mitsiadis@zzmk.uzh.ch, Telefon: 044 634 33 90 oder
044 634 32 78 (Sekretariat)
Website: http://www.dent.uzh.ch/ob.html
http://www.mediadesk.uzh.ch/articles/2010/gen-bringt-zaehne-in-form.html – Medienmitteilung deutsch, Universität Zürich
http://www.mediadesk.uzh.ch/articles/2010/gen-bringt-zaehne-in-form_en.html – Medienmitteilung englisch, Universität Zürich
http://dev.biologists.org/content/early/2010/08/04/dev.049528.abstract - Originalbeitrag in «Development»
Criteria of this press release:
Biology, Chemistry, Medicine, Nutrition / healthcare / nursing
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
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