Forscher sehen enormes Potenzial für regenerative Therapien

Neue Studie kartiert das gesamte Genom oraler Stammzellen

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Zahnmedizin
US-Forscher haben mithilfe der sogenannten Einzelzell-Transkriptomanalyse Zahnpulpa-Stammzellen (DPSC) und parodontale Ligament-Stammzellen (PDLSC) kartiert. Dabei identifizierten sie das gesamte Genom oraler Stammzellen sowie deren mögliche Differenzierungsverläufe.

Der Vergleich von zwei Stammzellpopulationen aus extrahierten Weisheitszähnen zeigte signifikante Unterschiede im Differenzierungspotenzial der Zellen: So entdeckten die Wissenschaftler vom ADA Forsyth Institute und der University of North Carolina (UNC), dass beide Stammzellenarten sieben verschiedene Gencluster aufweisen, welche unterschiedliche Stadien des Differenzierungsprozesses widerspiegeln. Beim Vergleich der beiden Stammzelltypen sahen vier dieser Gencluster ähnlich aus, drei dagegen ganz anders. Während PDLSCs aufgrund eines erhöhten Anteils bestimmter Cluster eher Fibroblasten ähnelten, hatten DPSCs ein höheres Differenzierungspotenzial und wandelten sich leichter in Knochenzellen um.

Diese Stammzellen haben das Potenzial, sich zu jeder Art von Zelle im Körper zu entwickeln

„Zahnmark- und Parodontalligament-Stammzellen haben beide das Potenzial, sich zu jeder Art von Zelle im Körper zu entwickeln“, sagte ADA-Forsyth-Wissenschaftler Dr. Alpdogan Kantarci, der die Studie zusammen mit dem UNC-Biostatistiker Dr. Di Wu leitete. „Wir könnten möglicherweise eine Stammzelle aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften auswählen, um gezielte regenerative Zahngewebereparaturen und andere regenerative Therapien zu entwickeln.“

Die Wissenschaftler gewannen die Stammzellen aus extrahierten Zähnen, die sie im Unterschied zu vergeichbaren Studien nicht kultivierten, und schickten sie ungefroren zur transkriptomischen Analyse. In der Zwischenzeit nahmen sie dieselben Zellen und differenzierten sie in bekannte Zelltypen wie Osteoblasten, Knochenzellen und Fibroblasten. Anschließend untersuchten sie die Fähigkeit der beiden Stammzellpopulationen, sich in Osteoblasten oder Fibroblasten zu differenzieren. Die Ergebnisse der Massen-RNA-Sequenzierung bestätigten die Ergebnisse der Einzelzell-Transkriptomik.

„Vor dieser Studie dachten wir, dass Stammzellen sich entweder sehr ähneln oder sich sehr unterscheiden. Jetzt verfügen wir über genügend Informationen, um das enorme Potenzial für die Nutzung spezifischer Merkmale dieser Stammzellen zu erkennen und wirksamere und gezieltere regenerative Therapien zu entwickeln“, resümierte Kantarci.

Yang Y, Alves T, Miao MZ, et al. Single-Cell Transcriptomic Analysis of Dental Pulp and Periodontal Ligament Stem Cells. Journal of Dental Research. 2024;103(1):71-80. doi:10.1177/00220345231205283

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