Das Ende der Zahnprothese

Japanischen Forschern ist es gelungen, Zähne nachwachsen zu lassen, die ihren von der Natur vorgegebenen Geschwistern in nichts nachstehen

So gut der Mensch sich auch bemüht, die Natur technisch nachzuahmen, so armselig sind bei genauerer Betrachtung seine Erfolge. Airbusse stürzen deutlich häufiger ab als Vögel, Solaranlagen nutzen Sonnenenergie bei weitem nicht so effizient wie ein Wald, Entenflügel sind weniger nässeanfällig als ein Regenschirm.

Auch, wenn es um Ersatzteile für uns Menschen selbst geht, ist die Prothetik stets zweite Wahl. Wenn möglich, wird man stets versuchen, das durch Krankheit oder Unfall verlorene Organ im Rahmen einer Transplantation durch ein Äquivalent zu ersetzen, künstliche Ersatzteile kommen allenfalls für eine Übergangszeit in Frage oder sind zwar unersetzbar, solange die Probleme der Transplantationstechnik noch nicht gelöst sind, aber gleichzeitig minderwertig.

Da ist es nur folgerichtig, wenn Forscher von nachwachsenden Organen träumen. Und nicht erst seit gestern – das menschliche Ohr, das auf dem Rücken eines Schweins heranwächst, ist geradezu ein Klassiker. Allerdings kämpft das Bio-Engineering hier noch mit etlichen Schwierigkeiten, die zum Beispiel mit dem Problem der Xeno-Transplantation zu tun haben. Wie sehr ist ein im Schwein gewachsenes Ohr ein Menschen- und kein Schweineohr? Das ist, wie jeder Eingriff ins Erbgut, nicht nur ein technisches, sondern auch ein ethisches Problem.

Für eine gewisse Zeit schienen embryonale Stammzellen die Lösung aller Probleme. Gelänge es, sie zur Differenzierung in eine bestimmte Richtung zu drängen, ließe sich im Prinzip jedes beliebige Gewebe erzeugen. Die Praxis sah allerdings anders aus – erste Versuche am Menschen zeigten auch unbeherrschbare Nebenwirkungen bei fragwürdiger Wirkung. Offenbar genügt es nicht, wie man im frühen Eifer meinte, einfach eine Ladung Stammzellen an den gewünschten Wirkort zu spritzen, um das Wachstum neuer, passender Zellen zu erreichen – ohne dabei unerwünschtes Zellwachstum zu provozieren.

Die Herangehensweise muss also offenbar deutlich differenzierter erfolgen, an das gewünschte Organ angepasst. Welche Erfolge mit einer solchen Strategie möglich sind, beschreiben jetzt japanische Forscher in einem Artikel in den Veröffentlichungen der US-Akademie der Wissenschaften PNAS. Den Wissenschaftlern ist es gelungen, Zähne nachwachsen zu lassen, die ganz wie natürliche Zähne funktionieren. Es handelt sich dabei um einen Versuch an Mäusen – bis wir auf Zahnimplantate beim Menschen verzichten können, ist es also noch ein langer Weg.

Diese erwachsene Maus besitzt einen künstlich-natürlichen Zahn – er ist mit fluoreszierenden Proteinen markiert. (Foto: Takashi Tsuji, PhD., Tokyo University of Science, Organ Technologies Inc.)

Der Trick der Forscher: Sie entwickelten zunächst eine Art Samenkorn, das aus einer Mischung von für die Entwicklung von Zähnen zuständigen Zelltypen besteht. Die Methode hatten die Forscher schon vor zwei Jahren in der Fachzeitschrift Nature Methods beschrieben. Während das Samenkorn damals jedoch in der Petrischale heranwuchs, implantierten es die Wissenschaftler nun in den Kieferknochen erwachsener Mäuse – und zwar an Stelle eines dort zuvor extrahierten Backenzahns. Tatsächlich spross daraus dann ein Zahn, dessen Entwicklung die Forscher mit Hilfe spezieller gencodierter Proteine verfolgten.

Der künstliche, natürliche Zahn besaß dabei alle Eigenschaften eines echten Zahns. Er besaß Struktur und Härte eines echten Zahns, und er wurde von Nervengewebe durchwachsen. Auf mechanischen Stress und Schmerzen reagierte er wie alle anderen Gewebe im Mundraum. Ihre Vorgehensweise, meinen die Forscher, könnte beispielhaft für die künftige Heransgehensweise beim Züchten neuer Organe sein: Statt im fremden Körper oder gar im Tier wüchsen die Ersatzteile an Ort und Stelle aus einem gentechnisch konstruierten Samen.

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