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Zahngewebe enthält adulte Stamm- bzw. Vorläuferzellen, welche zunehmend Bedeutung gewinnen in der biologischen und medizinischen Forschung sowie neue Therapieansätze ermöglichen. Ziel dieser Arbeit war eine Charakterisierung der isolierten dentalen Zellen mit Hilfe unterschiedlicher experimenteller Ansätze, um eine Einschätzung der Potenz hinsichtlich ihres Proliferations- und Differenzierungsvermögens vorzunehmen. Aus dem apikalen Weichgewebe nicht-eruptierter menschlicher Weisheitszähne wurden primäre Zellkulturen angelegt und unter definierten Kulturbedingungen expandiert. Eine Einordnung der Potenz dieser Primärzellkulturen erfolgte über die Bewertung der osteogenen und neurogenen Differenzierbarkeit. Die Untersuchungen wurden sowohl an Primärzellkulturen als auch an deren abgeleiteten Subpopulationen vorgenommen. Der Zustand der kultivierten Zellen und der Prozess ihrer Differenzierung wurden über eine qualitative und quantitative Bestimmung von Markern erfasst. Die Bestimmung der Marker erfolgte auf mRNA- und Proteinebene und ermöglichte es, die unterschiedlichen Kulturen zu beurteilen. Bei osteogenem Stimulus reagierten die verschiedenen dentalen Primärzellkulturen mit jeweils unterschiedlich stark ausgeprägten Kalzifizierungen. Sie zeigten zudem eine hohe Variabilität und Diversität bei der Expression einiger Markergene. Die Expression von Bonesialoprotein und Osteokalzin wurde nur schwach reguliert und eignete sich nicht zur Darstellung des Differenzierungsverlaufes. Eine signifikante Korrelation konnte zwischen der Expression von alkalischer Phosphatase und dem Kalzifizierungsvermögen der jeweiligen Primärkultur festgestellt werden. Bereits vor der Durchführung der osteogenen Differenzierung ist somit eine Potenzeinschätzung des Kalzifizierungsvermögens einzelner dentaler Primärzellkulturen möglich. Nach neurogenem Stimulus zeigten die dentalen Zellen erhöhte Expressionswerte für neurogene Markergene. Die Zellen reagierten mit morphologischen Veränderungen und bei längerem Kulturverlauf mit Zellsterben. Die Selektion und Charakterisierung von Subpopulationen unterschiedlicher Granularität und Größe zeigte bei den Zellen unterschiedliche Expressionen einiger Oberflächenproteine. Die Kultivierung dieser Zellen führte nur aus einer der beiden Subpopulationen zu Proliferation und bestätigte somit die gefundenen Unterschiede in der Expression. Bei der Vereinzelung der dentalen Mischpopulationen konnten Zellen nachgewiesen werden, die als Einzelzelle ohne das Umfeld anderer Zellen überlebten. Einige waren zudem in der Lage zu proliferieren und Klone auszubilden. Klone derselben Primärkultur kalzifizierten bei osteogener Differenzierung. Sie wiesen jeweils unterschiedliche Kalzifizierungsmuster auf, wobei die parallel differenzierten Zellen desselben Klons vergleichbare charakteristische Strukturen besaßen. Bei der Gegenüberstellung der Oberflächenproteine eines Klons mit denen der entsprechenden Mischpopulation konnten wiederum Unterschiede festgestellt werden. Die unterschiedliche Proliferationsleistung einzelner Zellklone kombiniert mit jeweils verschiedenartiger Kalzifizierung unterstreicht die variierende Potenz, die den einzelnen Zellen einer Mischpopulation zukommt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Techniken zur Isolation und Charakterisierung von Subpopulationen der Stamm- bzw. Vorläuferzellen eingesetzt. Damit konnte gezeigt werden, dass Zellkulturen aus Zahngewebe als Mischpopulationen zu verstehen sind. Erstmals wurden Einzelzellkulturen detailliert beschrieben. Inwieweit diese Zellen für therapeutische Anwendungen in Frage kommen, ist in weiteren Studien zu klären. |
