Kunnen de tanden van deze Gator aanwijzingen bevatten voor het regenereren van het parelwitte wit van de mens? Foto door Flickr-gebruiker montuschi
Mensen trokken het korte uiteinde van de tandenborstel als het gaat om de levensduur van onze parelwitte blanken. Andere dieren zoals reptielen en vissen verliezen vaak hun tanden en vervangen ze door nieuwe te laten groeien, maar mensen zitten hun hele leven vast met dezelfde volwassen volwassen tanden. Als ze een tand verliezen - of alle 32 - zijn kunstgebitten meestal de enige optie.
Vreemd genoeg kunnen de dodelijke chomps van alligators een aanwijzing bevatten voor hoe wetenschappers mensen kunnen overhalen om tanden te laten groeien. Deze reptielen behoren tot de orde Crocodilia, die met hun beroemde vrolijke grijns ervoor zorgden dat songschrijvers waarschuwden dat je nooit naar een krokodil zou moeten glimlachen. Aan de vloek van Captain Hook en andere slachtoffers van Gator- en Croc-aanvallen, hergroeien de grote reptielen vaak meerdere keren hun scheermes. Onderzoekers denken dat, na verloop van tijd, technologie vooruit kan gaan, zodat we deze reptielenglimlachen kunnen lenen. Maar eerst moeten wetenschappers begrijpen hoe deze dieren hun glimlach toothy houden.
In een artikel dat deze week in de Proceedings van de National Academy of Sciences is gepubliceerd, probeerde een internationaal team van onderzoekers de mechanismen achter de superieure tandregenererende eigenschappen van één soort Crocodilia - de Amerikaanse alligator - te begrijpen in de hoop de resultaten toe te passen voor mensen.
Bij mensen bevinden organen zoals haar, schubben, nagels en tanden zich op het raakvlak tussen een organisme en zijn externe omgeving en worden daarom voortdurend geconfronteerd met slijtage, schrijven de onderzoekers. Maar alligators hebben manieren ontwikkeld om met deze uitdagingen om te gaan. De carnivoren kunnen elk van hun 80 tanden tot 50 keer vervangen gedurende hun leven van 35 tot 75 jaar. Kleine vervangende tanden groeien onder elke volwassen krokodilletand, klaar om in actie te komen op het moment dat een Gator een tand verliest.
Om de moleculen en cellen die verantwoordelijk zijn voor vervanging te achterhalen, gebruikten de onderzoekers röntgenfoto's en kleine weefselmonsters van alligatorembryo's, kuikens en ontwikkelende tanden van 3-jarige jonge dieren. Ze groeiden ook tandcellen in het laboratorium en creëerden computermodellen van het proces. Krokodilletanden lijken continu te fietsen, schrijven ze, maar in feite lijken de tanden van het dier door drie verschillende fasen te gaan: pre-initiatie, initiatie en groei.
Zodra een alligator een tand verliest, beginnen deze drie fasen. De tandlamina, of een weefselband geassocieerd met de eerste stadia van tandvorming bij veel dieren, begint uit te puilen. Dit veroorzaakt stamcellen en een reeks signaalmoleculen die het proces van het vormen van een nieuwe tand aansturen.
Deze resultaten kunnen van toepassing zijn op parelwitte mensen. De vlees-snijtanden van alligators lijken verrassend veel op goed georganiseerde, complexe tanden van gewervelde dieren zoals die van ons. Bij de mens bestaat er nog een overblijfsel van de tandheelkundige dunne laag - de structuur die cruciaal is voor tandvorming - en activeert het soms ten onrechte en begint het vormen van toothy tumoren. Als de onderzoekers de moleculaire signaalpaden achter alligator-tandvervanging beter zouden kunnen plagen, redeneren ze, kunnen ze misschien dezelfde chemische instructies bij mensen induceren om het lichaam over te halen om een nieuwe tand te vormen nadat iemand in een voetbalspel wordt geschopt of moet worden verwijderd na besmet te zijn geraakt.
Als alternatief kunnen artsen mogelijk de moleculen uitschakelen die verantwoordelijk zijn voor aandoeningen die ongecontroleerde tandvorming veroorzaken. Individuen die lijden aan cleidocraniaal dysplasie syndroom groeien bijvoorbeeld veel ongewoon gevormde, pinachtige tanden, en mensen met het Gardner-syndroom groeien ook overtollige, of extra, tanden.
Hoewel de onderzoekers nog steeds meer moleculaire details achter de alligator-tandgroei moeten ophelderen, suggereert deze eerste studie dat artsen en tandartsen ooit in staat zullen zijn patiënten selectief de tandregenererende eigenschappen van de reptielen te geven.
"Op basis van onze studie, is het misschien mogelijk om het regulerende netwerk voor tandcycli te identificeren, " concluderen de onderzoekers. "Deze kennis zal ons in staat stellen om ofwel latente stamcellen in het restant van de menselijke tandlamina op te wekken om een normaal vernieuwingsproces bij volwassenen die tanden hebben verloren te herstarten of de ongecontroleerde generatie van tanden te stoppen bij patiënten met overtollige tanden."
Hoe dan ook, ze merken op dat "de natuur een rijke bron is om te leren hoe ze stamcellen kunnen ontwerpen voor toepassing op regeneratieve geneeskunde."
