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Mutationen in einem bestimmten Molekül verursachen schwere Schäden an der Struktur und mineralischen Zusammensetzung des Zahnschmelzes bei Mäusen. Das zeigen Forschende des Zentrums für Zahnmedizin der UZH in einer Studie, die genetische, molekulare und bildgebende Verfahren kombiniert.
Zahnschmelz ist das härteste organische Gewebe in der Natur und hat eine sehr komplexe Struktur aus Mineralien und Proteinen, die für Zahnschmelz spezifisch sind. Diese Proteine werden von einzigartigen Zellen in den Zähnen produziert: den Ameloblasten. Doch so stark der Zahnschmelz im Prinzip ist, so anfällig ist er auch für Schäden: Defekte im Zahnschmelz gehören zu den häufigsten Zahnproblemen und führen unter anderem zu empfindlichen Zähnen und erhöhtem Kariesrisiko
Adam10-Molekül im Fokus
Ein Forschungsteam des Zentrums für Zahnmedizin der Universität Zürich hat nun erstmals ein wichtiges Gennetzwerk identifiziert, das für schwere Schmelzdefekte verantwortlich ist. An mehreren gentechnisch veränderten Mausmodellen analysierten die Wissenschaftler die Wirkung des Adam10-Moleküls. Adam10 ist eng mit dem Notch-Signalweg verwandt, der die Kommunikation zwischen benachbarten Zellen ermöglicht, für die Embryonalentwicklung unerlässlich ist und auch eine entscheidende Rolle bei der Entstehung schwerer Erkrankungen des Menschen wie Schlaganfall und Krebs spielt. Um die Rolle des Adam10/Notch-Signalwegs bei der Bildung und Pathologie des Zahnschmelzes im Detail zu untersuchen und Veränderungen in der Zell- und Schmelzstruktur nach Genmanipulation zu analysieren, nutzten die Forscher moderne genetische, molekulare und bildgebende Verfahren.
Defekte in der Schmelzstruktur und Mineralzusammensetzung
So konnten sie zeigen, dass es einen engen Zusammenhang zwischen defekter Adam10/Notch-Funktion und Schmelzdefekten gibt. „Mäuse mit einer Adam10-Mutation hatten Zähne mit schweren Zahnschmelzschäden“, sagt Thimios Mitsiadis, Professor für orale Biologie am Zentrum für Zahnmedizin und Leiter der Studie. „Adam10-Deletion verwirrt Ameloblasten, was zu schweren Missbildungen sowohl in der Struktur als auch in der mineralischen Zusammensetzung des Zahnschmelzes führt.“ Die Adam10-abhängige Notch-Signalgebung spielt nicht nur bei schweren Krankheitsbildern eine Rolle, sondern auch bei der Organisation und Struktur von sich entwickelnden Geweben, wie z. B. Zähnen.
Neue Ansatzpunkte für Prävention und Therapie
Mitsiadis ist überzeugt, dass das Verständnis des genetischen Codes, der die Zahnentwicklung steuert, das Wissen um die molekularen Zusammenhänge bei der Schmelzbildung und die Auswirkungen von Mutationen, die zu Schmelzfehlfunktionen führen, neue Perspektiven für die zahnärztliche Prävention und Behandlung eröffnen: „Die Voraussetzungen für die Zahnschmelzreparatur und -regeneration sind äußerst komplexe, neue genetische und pharmazeutische Werkzeuge, die auf eine fehlerhafte Zahnschmelzbildung abzielen, könnten die zukünftige Zahnpflege erheblich verbessern.”
Quelle: Universität Zürich