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Einleitung: Die Verwendung mesenchymaler Stammzellen sowohl in vitro als auch für konkrete klinische Anwendungen hat seit der Erstbeschreibung von multipotenten, mesenchymalen Stammzellen (MSCs) aus dem Fettgewebe nahezu exponentiell zugenommen. Eine mögliche Alternative zu diesen sogenannten Adipose-derived Stem Cells (ASCs) stellen mesenchymale Stammzellen aus der Zahnpulpa dar, die sogenannten Dental Pulpa-derived Stem Cells (DPSCs). Diese können aus der Pulpa extrahierter Zähne gewonnen werden. Diesen DPSCs ist eine den ASCs vergleichbare Multipotenz mit Differenzierbarkeit in unterschiedliche Gewebelinien. Ziel dieser Studie war die Entwicklung eines einfachen Protokolls zur Isolation von DPSCs, das im Sinne einer fächer- und institutionsübergreifenden Zusammenarbeit die Entwicklung einer Stammzellbank in einem entsprechenden Forschungslabor ermöglicht.

Die zentrale Fragestellung bestand in der Entwicklung eines Konzeptes, mit dem Zahnpulpa in einer externen Zahnarztpraxis gewonnen und in einer Verdaulösung zwischengelagert werden kann. Anschließend kann davon ausgehend in einem Forschungslabor die Isolation, Differenzierung und Charakterisierung erfolgen.

Material und Methoden: Zähne aus Ostetomien (beispielswiese im Rahmen einer Weisheitszahnentfernung), Vitalextirpationen oder Extraktion aufgrund von parodontaler Problematik oder Traumafolgen wurden nach erfolgter Aufklärung und Zustimmung der Patienten im Rahmen einer zahnärztlichen Behandlung in einer niedergelassenen Zahnarztpraxis entnommen, ein positives Votum der Ethikkommission der Medizinischen Hochschule Hannover lag schriftlich vor. Zunächst wurden diese bis zum Abschluss des zahnärztlichen Eingriffs in steriler 0,9 %-iger Kochsalzlösung bei 4 °C gelagert. Sodann erfolgte mit einem Winkelstück und einem Diamantbohrer die Längskerbung von apikal bis coronal ohne Eröffnung des Pulpenkavums, anschließend die Teilung mittels eines Bein’schen Hebels. Mithilfe einer Extirpationsnadel und einer chirurgischen Pinzette wurde die Zahnpulpa entnommen und in eine enzymatische Verdaulösung (PBS mit 0,5% Collagenase/0,4% Dispase) überführt werden. Die weitere Lagerung erfolgte bei 4°C für maximal 72 Stunden, bis ein Transport in das Forschungslabor möglich war. Unter Laborbedingungen wurde dann die übliche Stammzellisolation analog der Isolation von ASCs durchgeführt. Zum Nachweis der Multipotenz wurden die Zellen adipogen, chondrogen und osteogen differenziert und histologisch analysiert, des Weiteren wurde der zelluläre Phänotyp durchflusszytometrisch auf typische Stammzellmarker bestimmt.

Ergebnisse: Es konnte in fast allen Fällen effektiv dentale Pulpa gewonnen und gelagert werden, wobei eine Verweildauer der Zähne in der Kochsalzlösung von mehr als 180 Minuten in einer Infektion der Flüssigkeit resultierte, die ein Verwerfen des Probe nötig machte. In der enzymatischen Verdaulösung konnte eine längere Lagerung der Pulpa und zugleich ein Vorverdau der Pulpa ermöglicht werden, so dass die spätere Isolation des DPSCs effektiv möglich war. Die gewonnen DPSCs zeigten eine MSC-typische Morphologie und ließen adipogen, chondrogen und osteogen differenzieren, was durch entsprechende histologische Färbungen nachgewiesen werden konnte. MSC-typische Marker konnten durchflusszytometrisch nachgewiesen werden.

Schlussfolgerung: Mit der hier dargestellten Methodik konnte Zahnpulpa extern gewonnen und dann unter entsprechenden zellkulturellen Laborbedingungen hieraus DPSCs isoliert werden. Die Zahnextraktionen waren jeweils medizinisch notwendig, so dass es zu keiner Mehrbelastung der Patienten gekommen ist. Die gewonnenen DPSCs zeigten einen den ASCs ähnlichen Phänotyp mit multipotenten Differenzierungsmöglichkeiten, so dass das beschrieben Verfahren eine zusätzliche Ressource von multipotenten MSCs darstellt. Durch das sehr einfache, variable Protokoll wird eine externe Gewinnung von Gewebe ermöglicht, wodurch sich in einem zentralisierten Forschungslabor in relativ kurzer Zeit eine große Stammzellbank aufgebaut werden kann.