Milch aus Zähnen: Dentale Stammzellen können milchproduzie­rende Zellen erzeugen

Stammzellen der Zähne können zur Regeneration anderer Gewebe beitragen – wie Milchdrüsen. Werden Zahnepithel-Stammzellen von Mäusen ins Milchdrüsengewebe transplantiert, bilden sie dort Milchgänge und sogar milchproduzierende Zellen, wie Forschende der Universität Zürich zeigen. Dies könnte für die Geweberegeneration bei chirurgisch behandelten Brustkrebspatientinnen genutzt werden.

Zahnepithel-Stammzellen
Zahnepithel-Stammzellen
Schnitt durch eine Milchdrüse, die von dentalen Stammzellen erzeugt wurde (grün: Zahnepithelzellen, blau: Zellkerne, rot: milchspezifisches Protein Kasein). (Bild: Institut für Orale Biologie, UZH)

Die Fähigkeit adulter Stammzellen, verschiedene gewebespezifische Zellen zu erzeugen, ist für die medizinische und zahnmedizinische Forschung von grossem Interesse. Denn Stammzellen können geschädigte Zellen ersetzen. Sie sind darum eine gute Alternative zu klassischen medizinischen Behandlungen, um Gewebe zu regenerieren und in Zukunft vielleicht sogar ganze Organe neu zu bilden.

Dentale Stammzellen können Milchdrüsen regenerieren

Zahnepithel-Stammzellen sind in der Lage, sämtliche Zelltypen des Zahnepithels bzw. des Zahnschmelzes zu erzeugen. Bisher war aber unklar, ob sich diese Zellen auch zu Zellpopulationen von anderen Geweben entwickeln können. Dies zeigt nun erstmals ein Forscherteam um Thimios Mitsiadis, Professor am Institut für Orale Biologie der Universität Zürich (UZH), in einer in der Open Access-Zeitschrift «Cells» veröffentlichten Studie. Stammzellen, die aus den kontinuierlich wachsenden Schneidezähnen junger Mäuse isoliert wurden, können in weiblichen Mäusen Milchdrüsen bilden.

In einer ersten Reihe von Experimenten wurden, nachdem alle Zellen des Milchdrüsengewebes entfernt wurden, Stammzellen des Zahnepithels zusammen mit Epithelzellen der Brust direkt ins Gewebe injiziert, in dem sich normalerweise die Milchdrüsen entwickeln. Moderne genetische, molekulare und bildgebende Verfahren ermöglichten es den Forschenden, die transplantierten dentalen Stammzellen im Fettpolster der Milchdrüse präzise zu verfolgen. «Die Ergebnisse zeigen, dass die dentalen Stammzellen zur Regeneration der Milchdrüse beitragen und fähig sind, alle Zelltypen der Brustdrüse und sogar milchproduzierende Zellen hervorzubringen», sagt Mitsiadis.

Die Arbeit zeigt die aussergewöhnliche Wandelbarkeit von Zahnepithel-Stammzellen, die nicht nur Zahngewebe, sondern auch andere Körpergewebe erzeugen können. «Diese Ergebnisse stellen einen wichtigen Beitrag dar, um zu verstehen, wie die zellulären und molekularen Mechanismen an der Regenerationsfähigkeit von dentalen Stammzellen beteiligt sind. Und sie zeigen das klinische Potenzial spezifischer Stammzellpopulationen auf», ergänzt Mitsiadis.

Stammzellbasierte Therapien zur Brustregeneration

In einer zweiten Versuchsreihe wurden Zahnepithel-Stammzellen allein, also ohne Brustepithel-Zellen injiziert. Selbst in diesem Fall konnten die dentalen Stammzellen kleine, rudimentäre und verzweigte Kanalsysteme bilden. In einigen Fällen entstanden zudem Zysten. «Diese Plastizität könnte für dentale Epithel-Stammzellen einzigartig sein, da alle anderen bisher untersuchten Epithelzellen, die nicht aus der Milchdrüse stammen, nie die Fähigkeit gezeigt haben, im Brustfettgewebe zu wachsen und Milchgänge ohne Unterstützung von Milchdrüsen-Epithelzellen zu erzeugen", sagt Co-Autor Pierfrancesco Pagella vom Institut für Oralbiologie.

Eine der schwerwiegendsten Erkrankungen ist Brustkrebs, der oft operativ behandelt wird. «Die Entdeckung, dass Zahnepithel-Stammzellen in der Lage sind, Zellen aus der Milchdrüse zu ersetzen, eröffnet neue Wege für die Entwicklung von Stammzell-basierten Therapien, die in Zukunft zur Regeneration von Brustgewebe eingesetzt werden könnten», sagt Thimios Mitsiadis.

Literatur:

Lucia Jimenez-Rojo, Pierfrancesco Pagella, Hidemitsu Harada, Thimios A. Mitsiadis. Dental Epithelial Stem Cells as a Source for Mammary Gland Regeneration and Milk Producing Cells In Vivo. Cells. 22 October 2019. DOI: 10.3390/cells8101302