Einfluss oraler, nicht metallischer Biomaterialien auf das zelluläre Redoxsystem und das odontogene und angiogene Differenzierungspotenzial dentaler Pulpastammzellen (DPSCs). Untersuchungen zur Schlüsselrolle der Wnt-ß-Catenin Signaltransduktion.

• Antragsteller: Professor Dr. Werner Geurtsen
• Fachliche Zuordnung: Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316032125

Zahnärztliche Restaurationen, die zur Freisetzung von Kompositkomponenten in das Pulpakavum führen, sind eine bedeutende Ursache für die Auslösung von Reaktionen in der Pulpa. In Abhängigkeit vom Ausmaß einer Schädigung der Pulpa können regenerative Reaktionen ausgelöst werden oder ein dauerhafter Verlust der Vitalität eintreten. Die Hauptmechanismen der zytotoxischen Wirkung verschiedener Substanzen aus Kompositmaterialien sind dabei oxidativer Stress, Zellzyklusverzögerungen und die Induktion von Apoptose. Die Aktivierung von humanen Pulpastammzellen (hPSCs) ist ein wichtiger Aspekte des Regenerationsprozesses der adulten Pulpa. Untersuchungen legen nahe, dass viele zelluläre Prozesse, die bei der ontogenetischen Entwicklung der Pulpa eine Rolle spielen, ebenfalls wichtige Funktionen bei der Regulation dieser Reparaturprozesse ausüben. Die Wingless/Integration 1 (Wnt)-Signalkaskade ist ein solcher zentraler Stoffwechselweg, der eine Schlüsselrolle bei der molekularen Regelung der Stammzelldifferenzierung einnimmt. Bisher gibt es nur wenige Informationen über die Rolle des Wnt-Signalwegs bei regenerativen Prozessen der Pulpa, die durch Restaurationsmaterialien induziert werden. Vorläufige Daten aus unserer Gruppe zeigen, dass die Wnt-Signalkaskade nach Exposition der Zellen mit dem Monomer TEGDMA aktiviert wird. Doch in welchem Umfang diese Aktivierung das Differenzierungspotenzial der hPSCs beeinflusst und welche mögliche Rolle der oxidative Stress bei diesen Prozessen spielen kann, ist unklar. Es ist das Ziel unseres Projekts, den Einfluss von oxidativem Stress, der von zahnärztlichen Materialien verursacht wird, auf das odontogene/angiogene Differenzierungspotenzial der hPSCs zu untersuchen. Dabei wollen wir uns auf die Rolle konzentrieren, die die Wnt/b-Catenin-Signaltransduktion bei der Regulierung dieser Prozesse spielt. Es soll erstmals untersucht werden, ob in hPSCs eine Aktivierung des redoxsensitiven Transkriptionsfaktors Nrf2 durch zahnärztliche Materialien erfolgt und in wie weit diese Aktivierung die Differenzierung der Zellen und den Wnt-Signalweg beeinflusst. Damit wird die Grundlage für das Verständnis der molekularen Vorgänge bei der Regeneration des Pulpagewebes als Antwort auf den oxidativen Stress gelegt. Außerdem werden weitere Erkenntnisse über die wichtige biologische Rolle von hPSCs in der Homöostase des Pulpagewebes gewonnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Joachim Volk