Zahnersatz einmal anders
Forscher züchten neue Beißer direkt im Mäusekiefer
Japanische Forscher haben Mäusen hausgemachten Zahnersatz beschert: Mit Hilfe eines biotechnologischen Verfahrens ist es ihnen gelungen, bei erwachsenen Tieren einen voll funktionsfähigen Backenzahn im Oberkiefer nachwachsen zu lassen. Der Zahn war zwar etwas kleiner als die bereits vorhandenen Zähne, er reagierte jedoch völlig normal auf Druck oder schmerzhafte Reize. Auch das Zubeißen und Kauen war dank einer gut passenden Kontaktstelle zu den Zähnen des Unterkiefers kein Problem. Direkt auf den Menschen übertragbar ist die Technik allerdings wohl nicht: Um den neuen Zahn züchten zu können, mussten die Forscher Zellen aus einem Mäuse-Embryo entnehmen.
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Die Wissenschaftler verwendeten das gleiche Verfahren, mit dem es ihnen bereits im Jahr 2007 gelungen war, einer Maus einen künstlichen Zahn wachsen zu lassen – damals allerdings ohne den Nachweis, dass dieser Zahn tatsächlich alle Funktionen seiner natürlichen Pendants erfüllt: Sie fügten zwei unterschiedliche, aus einem Mäuse-Embryo gewonnene Zellarten in einem Kollagentropfen zusammen und ließen sie fünf bis sieben Tage im Labor wachsen. Dabei bildete sich ein sogenannter Zahnkeim, auch Zahnknospe genannt, den die Wissenschaftler anschließend Mäusen in den Oberkiefer implantierten, nachdem sie dort die natürlichen Zähne gezogen hatten.
Bei immerhin 56 Prozent der Mäuse brach im Schnitt nach knapp 37 Tagen ein Zahn durch das Zahnfleisch, berichten die Forscher. Nach durchschnittlich 49 Tagen war der neue Zahn so lang, dass er beim Zubeißen Kontakt zu den unteren Zähnen hatte und sich auch nicht mehr verlängerte. Die Struktur des Zahns habe exakt der der bereits existierenden Zähne entsprochen: Zahnschmelz, zahnschmelzbildende Zellen, Zahnbein, dentinproduzierende Zellen, Zahnmark, Blutgefäße, Wurzelhaut und Wurzelzement waren vollständig vorhanden und völlig normal mit dem Oberkieferknochen beziehungsweise dem Gewebe verwachsen. Auch zeigte die Oberfläche der Zahnkrone eine gezackte Struktur, die ein Gegenstück zur Form der Zähne des Unterkiefers bildete.
Die Funktion des Zahns war ebenfalls normal, zeigten weitere Tests: Die Härte des Zahnschmelzes entsprach der natürlich gewachsener Zähne, die Kauleistung war nicht eingeschränkt, und auf Druck oder schmerzhafte Reize reagierte der neue Zahn mit der Produktion von Schmerzbotenstoffen. Allerdings hatte der neue Zahn nicht die typische Buckelstruktur wie ein normal gewachsener Backenzahn. Trotzdem sind die Forscher zuversichtlich, dass das Verfahren großes Potenzial für den Einsatz beim Menschen hat – Studienleiter Takashi Tsuji von der Universität Tokio hat es bereits zum Patent angemeldet. Aktuell suchen die Forscher nun nach Alternativen zu den embryonalen Zellen. Vielversprechend sind hier vor allem sogenannte adulte Stammzellen, die auch beim Erwachsenen noch für Zellnachschub in verschiedenen Gewebearten sorgen.
Takashi Tsuji (Universität Tokio) et al.: PNAS, doi: 10.1073/pnas.0902944106
ddp/wissenschaft.de – Ilka Lehnen-Beyel
