Genombrott för framtidens tandvård
Ny kunskap om tändernas byggmaterial och tillväxt kan påskynda utvecklingen inom regenerativ tandvård, biologisk terapi av skadade tänder, men också för behandlingen av tandkänslighet. Studien som genomförts av forskare vid Karolinska Institutet publiceras i Nature Communications.
Tänder utvecklas genom en komplex process där mjukvävnader, med bindväv, nerver och blodkärl, ska fogas samman med tre olika typer av hårdvävnad till en fungerande kroppsdel. Som modellsystem för att förklara den här processen används ofta musens framtand, som växer kontinuerligt och förnyas under djurets hela liv.
Trots att musframtanden ofta studerats i utvecklingssammanhang, har flera grundläggande frågor om tandens olika celltyper, stamceller och deras differentiering och cellulära dynamik, länge saknat svar.
Genetisk spårningsteknik
Nu har forskare vid Karolinska Institutet, Medical University of Vienna i Österrike, och Harvard University i USA identifierat och karakteriserat samtliga cellpopulationer i såväl muständer som i människans unga växande och vuxna färdigbildade tänder. Forskarna har använt en enkelcells-RNA-sekvenseringsmetod och genetisk spårningsteknik.
– Från stamceller till de helt differentierade vuxna cellerna kunde vi dechiffrera differentieringsvägarna för både odontoblaster som ger upphov till dentin, den hårda vävnaden närmast pulpan, och ameloblaster, som ger upphov till tandemalj. Dessutom upptäckte vi nya celltyper och cell-lager i tänder, som kan vara betydelsefulla för tandkänslighet, säger studiens sisteförfattare, Igor Adameyko, institutionen för fysiologi och farmakologi, Karolinska Institutet, och Kaj Fried, institutionen för neurovetenskap, Karolinska Institutet, som är medförfattare.
Några av fynden kan också förklara vissa komplicerade aspekter av immunsystemet i tänderna, och andra kastar nytt ljus över hur bildandet av tandemaljen, den hårdaste vävnaden i våra kroppar, går till.
– Vi hoppas och tror att vårt arbete kan bilda en bas för nya tillvägagångssätt i framtida tandvård. Specifikt kan det påskynda det snabbt expanderande fältet regenerativ tandvård – biologisk terapi för att ersätta skadad eller förlorad vävnad.
Interaktiva tandatlaser
Resultaten har gjorts allmänt tillgängliga i form av sökbara interaktiva användarvänliga atlaser över både mus- och humana tänder. Detta bör vara en användbar källa för forskare som är intresserade inte enbart av tandbiologi, utan också av utvecklings- och regenerativ biologi i allmänhet, enligt forskarna.
Forskningen har genomförts med stöd från European Research Grant, EMBO, Bertil Hallsten Research Foundation, Vetenskapsrådet, Åke Wibergs Stiftelse, Masaryk University, European Research Grant, National Institute of Health, National Institute of Dental and Craniofacial Research och MEYS CR.
Peter V. Kharchenko är ledamot i Celsius Therapeutics vetenskapsråd. Inga andra intressekonflikter har rapporterats.
Publikation
"Dental cell type atlas reveals stem and differentiated cell types in mouse and human teeth", Jan Krivanek, Ruslan Soldatov, Maria Kastriti, Tatiana Chontorotzea, Anna Herdina, Julian Petersen, Bara Szarowska, Marie Sulcova, Veronika Kovar Matejova, Lydie Izakovicova Holla, Ulrike Kuchler, Ivana Vidovic Zdrilic, Anushree Vijaykumar, Anamaria Balic, Pauline Marangoni, Ophir Klein, Vitor C.M. Neves, Val Yianni, Paul Sharpe, Tibor Harkany, Brian D. Metscher, Marc Bajenoff, Mina Mina, Kaj Fried, Peter Kharchenko, and Igor Adameyko. Nature Communications, online 23 september 2020, doi: 10.1038/s41467-020-18512-7.