Sara Pourshahidi
Multipotente mesenchymale Stammzellen aus dem Knochenmark werden voraussichtlich eine somatische Stammzellquelle für die Entwicklung neuer zellbasierter Therapien in der regenerativen Medizin sein. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass Zahnärzte in ihren Praxen routinemäßig autologe Zell-/Gewebeentnahmen von Patienten (d. h. Knochenmarkaspiration) durchführen. Daher erscheint die Verwendung von Knochenmarkstammzellen im zahnmedizinischen Bereich unpraktisch. Zahngewebe, das aus extrahierten menschlichen Zähnen gewonnen wird, enthält bekanntermaßen hochproliferative und multipotente Stammzellkompartimente und wird als alternative autologe Zellquelle in der zellbasierten Medizin angesehen. Dieser Artikel bietet einen kurzen Überblick über die laufenden Studien zur potenziellen Anwendung von dentalen Stammzellen und schlägt die Verwendung von zwei Konzepten in der zukünftigen regenerativen Medizin vor: (1) dentale Stammzelltherapie für Leber- und andere systemische Erkrankungen und Zahnersatztherapie unter Verwendung des biotechnologisch hergestellten menschlichen Vollzahns, dem sogenannten „Reagenzglas-Zahnimplantat“. Regenerative Therapien werden den Bereichen klinische Medizin und Zahnheilkunde neue Erkenntnisse und Vorteile bringen. Tissue Engineering ist ein multidisziplinäres Forschungsfeld, das sowohl Wissenschaft als auch Technologie umfasst [1, 2]. Es basiert auf Prinzipien der Biomaterialwissenschaft, der Stammzellbiologie und der Gentechnik [3–5]. Bis vor einigen Jahren beschränkte sich die Tissue-Engineering-Forschung im Bereich der Zahnmedizin hauptsächlich auf Gerüstmaterialien wie biologisch abbaubare Polymere und anorganische Materialien und deren Kombination mit Signalmolekülen wie löslichen trophischen Faktoren, die die Geweberegeneration induzieren [6–10]. Im Jahr 2006 wurde mit der Etablierung induzierter pluripotenter Stammzellen (iPS) aus Mäusen ein neuer Ansatz zur Geweberegeneration vorgestellt [11]. Im Jahr 2007 wurde mit der bedeutsamen Etablierung menschlicher iPS-Zellen ein Weg für die zukünftige Einführung stammzellbasierter Medizin geebnet [12, 13]. Diese innovativen Zellen können künstlich dazu angeregt werden, sich mithilfe von Zellen der Patienten selbst in für die Behandlung erforderliche Zellen zu entwickeln. Die Entwicklung solcher Zellen wurde viele Jahre lang mit Spannung erwartet. Die Zeit ist reif für die Anwendung von Stammzellen in der regenerativen Medizin unter Verwendung traditioneller Ansätze des Tissue Engineering, die auf einer Kombination von Biomaterialien und Signalmolekülen basieren. Als wirklich definierte Stammzellen haben iPS-Zellen Pluripotenz mit mehreren Merkmalen im Zusammenhang mit Selbsterneuerungs- und Differenzierungspotenzialen gezeigt, ähnlich wie natürliche pluripotente embryonale Stammzellen (ES) [14] aus befruchteten Eizellen, die vor dem Auftreten von iPS-Zellen die wichtigste Ressource in der regenerativen Medizin darstellten. Von iPS-Zellen wird nun erwartet, dass sie bioethische Probleme beseitigen.
Mögliche Machbarkeit Stammzelltransplantation und Ganzzahntechnik Sara Pourshahidi Teheran University of Medical Sciences, Iran
lems der konventionellen ES-Zellforschung und werden für regenerative Therapien mit Stammzellen nützlich. Basierend auf den jüngsten Fortschritten in der Stammzellenforschung in der Zahnmedizin wurden verschiedene Arten menschlicher mesenchymaler Stammzellpopulationen aus Zahngewebe extrahierter Zähne isoliert und charakterisiert [15, 16]. Bestimmte Eigenschaften dieser Stammzellen wurden mit denen von aus Knochenmark gewonnenen mesenchymalen Stammzellen verglichen [17, 18]. Aufgrund der jüngsten Erfolge bei ihrer Isolierung und Charakterisierung glauben wir, dass in extrahierten menschlichen Zähnen Stammzellen vorhanden sind, die möglicherweise pluripotenten Stammzellen (d. h. ES/iPS-Zellen) gleichwertig sind. Zähne stellen Abfallmaterial dar, dessen potenzieller Nutzen in der routinemäßigen Zahntherapie unerkannt ist. Dentale Stammzellen (DS-Zellen), die aus postnatalem Gewebe gewonnen und als mesenchymale Stammzellen klassifiziert werden, haben eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit, sich zu Tumoren zu entwickeln [19–21], ein Problem, das die praktische Entwicklung von ES/iPS-Zellen behindert hat. Wir sind davon überzeugt, dass DS-Zellen als autologe Quelle große klinische Vorteile gegenüber ES/iPS-Zellen haben. Die vorliegende Übersichtsarbeit befasst sich mit dem aktuellen Stand und den Zukunftsaussichten zweier vorteilhafter Ansätze der regenerativen Therapie – der Stammzellentherapie und der Zahnersatztherapie –, die unserer Ansicht nach aus der Perspektive der zellbasierten Medizin Meilensteine der regenerativen Medizin darstellen. Solche Therapien und unsere eigenen Forschungsstrategien haben in den letzten Jahren deutliche Fortschritte gemacht. Hiermit legen wir unsere Ansichten zur Zukunft der Dentaltherapie dar. In den letzten Jahren haben viele Forscher Stammzellen mit Selbsterneuerungs- und Multipotenzfähigkeiten aus Weisheitszähnen und Milchzähnen isoliert, die bei Zahnbehandlungen gewonnen wurden. Es wurden mehrere Arten dentaler mesenchymaler Stammzellen isoliert und charakterisiert: dentale Pulpastammzellen (DPSCs) [22], Stammzellen aus menschlichen abgeblätterten Milchzähnen [23], parodontale Ligamentstammzellen (PDLSCs) [24], Stammzellen aus der apikalen Papille [25] und dentale Follikelvorläuferzellen [26]. Bei der Kultivierung in vitro zeigen diese menschlichen DS-Zellen die Fähigkeit einer einzelnen Zelle, eine Kolonie zu bilden (Klonogenität) und sich unter chemisch definierten Kulturbedingungen in mehrere Zelllinien zu differenzieren, darunter osteo-/odontogene, adipogene und neurogene Linien. Nach der Transplantation der Stammzellen in Kombination mit geeigneten Gerüstmaterialien in immungeschwächte Mäuse erzeugen die DS-Zellen das entsprechende Hartgewebe, das von ihrem Ursprung stammt; aus der Zahnpulpa gewonnene Stammzellen produzieren eine dentin-/pulpaähnliche Struktur [22] und parodontale