Zahndefekte: Einmal aufschmelzen, bitte!

10. August 2011
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Steht die Ampel bei der Produktion von menschlichem Zahnschmelz auf Rot, lässt sie sich nicht mehr umschalten. Mit der Aufklärung der Synthese- und Regulationsgene könnte es gelingen, reparaturbedürftigen Zähnen einen natürlichen Überzug zu verschaffen.

Die zahnärztliche Reparaturwerkstatt würde sich völlig verändern, wenn die Zukunftsvision der Autoren des Artikels im American Journal of Human Genetics wahr würde. James O‘Sullivan und seine Kollegen von der Universität Manchester erwähnen am Ende Ihres Forschungsberichts die Möglichkeit, verloren gegangenen Zahnschmelz mit Hilfe der Stammzelltechnologie wieder zu ersetzen. Voraussetzung dafür ist aber eine genaue Kenntnis der Gene und ihrer Regulation, die die Produktion des harten Zahnüberzugs steuern. Mit den veröffentlichten Untersuchungen kommt das englischen Team jedoch dieser Vision einen guten Schritt näher.

In einer Familienanalyse fanden die Wissenschaftler ein Gen, das offenbar bei der Reifung der von Ameloblasten eine zentrale Rolle spielt. Experimente mit Mäusezähnen, die anders als im menschlichen Gebiss dank des andauernden Zahnschmelz-Nachschubs scharf bleiben, bestätigten den Gen-Verdachtsfall.

Zahnschmelz-Stoffwechsel: Zusammenarbeit vieler Gene

Amelogenesis imperfecta (AI) ist eine Zahnschmelz-Produktionsstörung, die für die Betroffenen meist große Probleme mit sich bringt. Der verminderte und gar fehlende harte Überzug führt zu Schwierigkeiten bei der Mundhygiene. Wenn das gewöhnliche Weiß der Zähne nicht da ist, leidet auch das Selbstbewusstsein der Patienten und im in der Folge auch die Lebensqualität. Die Krankheit versammelt ein Gemisch verschiedener Störungen mit genetischem Hintergrund. Nicht zuletzt deshalb bietet sie den Forschern aber auch deswegen die Chance, den Stoffwechselweg des Zahnschmelzes auseinanderzunehmen und die zugehörige Erbgut-Information zu studieren.

Rund 14 verschiedene Subtypen der Krankheit mit sechs betroffenen Genen sind bis heute bekannt. Die entsprechenden Veränderungen werden autosomal-dominant oder -rezessiv oder auch X-chromosomal-rezessiv weitergegeben. Weil bis jetzt Versuche aber immer scheiterten, den Phänotyp mit einer bestimmten Mutation zu korrelieren, ist auch die genetische Hintergrund der Bildung von Zahnschmelz noch nicht völlig klar.

Schlüsselgen FAM20A

Die Forscher stießen bei ihrer Forschung auf eine Familie, bei der vier Mitglieder an der AI litten und verglichen deren Erbgut mit fünf nicht betroffenen Verwandten. Als Kontrollgruppe dienten über 900 Gesunde. Die Analyse von Mutationen deutete auf das Gen FAM20A hin, das bei den Betroffenen auf beiden Allelen verändert ist, bei den nicht erkrankten Familienmitgliedern jedoch nur auf einem. Alle Kontrollen zeigten ohne Ausnahme den Wildtyp diese Gens. FAM20A findet sich in hoher Konzentration in Ameloblasten und der Gingiva, der Peak bei der Proteinsynthese liegt bei der Reifung der Ameloblasten.

Mit entsprechenden Antikörpern gelang der Nachweis auch bei Mäusezähnen. Dort sekretieren Ameloblasten das entsprechende Eiweiß, zudem auch noch Zellen des Stratum intermedium und der Gingiva sowie Odontoblasten. Ein sehr naher Verwandter des neu gefundenen Zahnschmelz-Gens scheint ebenfalls eine Schlüsselrolle bei der Mineralisierung zu spielen. FAM20C bindet Kalzium ausserhalb der Zelle und beeinflusst die Entwicklung von Odontoblasten, die Dentin produzieren. Mutationen bei FAM20C führen zum Raine-Syndrom, einer letalen kongenitalen Osteosklerose.

„Biozähne“ aus dem Labor

Welche Rolle FAM20A bei Zahnschmelz-Produktion spielt, steht noch nicht fest. Das Gen reiht sich damit eine Reihe mit früher gefundenen DNA-Signalen ein. Dazu gehören zum Beispiel Signalweg-Faktoren wie etwa ein „Notch-Rezeptor“ (Jagged2) oder Transkriptionsfaktoren wie CTIP2 und Tbx1. „PERP“ ist ein Membranprotein, das mit seiner Polypeptidkette viermal die Zellmembran durchspannt und für die Zellanheftung von Ameloblasten an das Stratum intermedium sorgt. Bei Defekten lösen sich die Zahnschmelz-produzierenden Zellen aus dem Verbund und führen zu schweren Zahnschmelz-Defekten.

Zusammen mit den bisherigen und zukünftig aufgedeckten Synthesemechanismen für den harten Zahnüberzug wäre es denkbar, den Stopp der Synthese mit dem Ende der Zahnentwicklung beim Menschen eventuell aufzuheben. Tony Phan, ein Kollege von O‘Sullivan an der University of Western Australia spekuliert, dass sich beschädigte Zähne durch Umlegen der möglichen Genschalter in Zukunft reparieren lassen könnten. Und Thimos Mitsiadis von der Universität Zürich hält so genannte „Biozähne“ für ein Ziel von der Dentaltechnologie. Stammzellen die nicht nur kaputte Zähne reparieren, sondern komplett neue Zähne schaffen. Ideen werden dafür am Institut für Biologie bereits gesponnen: „Eine Kombination von Stammzellen und künstlichem Stützgerüst könnte eine Lösung für dieses Problem sein.“

77 Wertungen (3.88 ø)
Medizin, Zahnmedizin

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13 Kommentare:

Prophylaxiephiliker und Forschungsphobiker versammeln sich zum kommentieren, was? Leute, Prophylaxe allein reicht nicht – das gilt für die meisten Krankheiten! Keine Sorge, als Zahnarzt verdient man auch bei “Ameloblasten-Injektion” und Einsetzen “gezüchteter Zähne” Ich finde die Idee toll, nur Forschung braucht Zeit und Geld…

#13 |
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Zahnarzt

… und dann bekommt der schöne neue Zahnschmelz wieder seine Karies! Dummerweise hat sich in der Regel zuerst das stabilisierende Dentin im Untergrund in Matsch umgewandelt und seine Funktionalität verloren. Also liebe forschende Kollegen, besser erst mal neues Zahnbein basteln!

#12 |
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” Die Botschaft hör ich wohl,allein mir fehlt der Glaube”

#11 |
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Dr.med dent André Robert Thomar
Dr.med dent André Robert Thomar

Wie sollen denn Ameloblasten in der Mundhöhle existieren und auch noch Versorgt werden. Das sagt einem schon der normale Menschenverstand, das das nicht geht. Es gibt bestimmt 1000 Sachen wo Forschungsgelder sinnvoller verwendet werden können.

#10 |
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Torsten Gundlach
Torsten Gundlach

Wäre es nicht generell sinnvoller das Bewußtsein / die Comliance der Patienten zu erhöhen, anstelle nach etwas zu forschen, was Mundhygiene und gesunde Ernährung außen vor läßt?

#9 |
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Michael Breith
Michael Breith

“Kaputte Zähne” lassen sich in der Mundhöhle nicht durch Ameloblasten “reparieren”. Die Amelogenese findet im Körper statt. Netter Gedanke, doch bei der Bakterienbesiedlung illusorisch. Neue Zähne wären theoretisch denkbar, ist noch das Problem der Auto-Transplantation zu lösen.
Bis dahin: Prophylaxe hoch drei.

#8 |
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Zahnarzt

Es ist, trotz stets wiederkehrender Ankündigungen, bisher ja noch nicht mal gelungen, ausgefallene Haare auf biologischem Wege zu ersetzen.
Aber Hauptsache es wird mal wieder etwas aus Utopia gemeldet…

Derweil wird der “mündige” Patient mit “BioRepair” genasweist. Thema?

#7 |
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Medizinisch-Technischer Assistent

Glücklichwerweise müssen wir uns ja nicht entscheiden zwischen Prophylaxe und der Idee, Zähne effektiver reperieren oder gar ersetzen zu können, als es bisher möglich ist.

#6 |
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interesssant aber ich glaube Man sollte mehr Energie in die Prophylaxe stecken,

#5 |
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Olga Krell
Olga Krell

Phantasie wird war, uhu! Der Gedanke ist schön. Es bleibt nur zu hoffen, dass die Wegbeschreitung zu diesem Ziel harmlos ist :)

#4 |
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Dip.Stom. Dieter Pester
Dip.Stom. Dieter Pester

Es wird immer so viel geschrieben aber meistens hört man nichts mehr
davon.Man sollte mehr Energie in die Prophylaxe stecken.

#3 |
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der Autor meint wohl eher “sezernieren”

#2 |
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Interessant. Schöne Zukunftsvision und so vorsichtig formuliert, daß es glaubhaft wird, daß die “Zahnreparaturwerkstatt” vorläufig nicht arbeitslos wird.
Zahnarztphobiker werden heulen!

#1 |
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