Haie sind die ultimativen Raubtiere des aquatischen Reiches, dank eines besonderen Charakters – Zähne. Haifischzähne sind nicht nur rasiermesserscharf, sondern wachsen auch im Laufe des Lebens ständig nach und werden nach und nach wie ein Förderband aus Zahnreihen ersetzt, und zwar nicht nur, wenn sie abgenutzt sind oder herausfallen.Dies steht in krassem Gegensatz zu Menschen, die nur zwei Sätze von Zähnen in ihrem Leben entwickeln (Milch und Erwachsene). Das war in Ordnung, als wir nur ein paar Jahrzehnte lebten und Futter aßen. Aber mit der modernen Medizin, die unser Leben stark verlängert und unsere Ernährung viel abrasiver und saurer macht, reichen diese beiden Sätze oft nicht aus, was bedeutet, dass wir invasive Keramikimplantate oder unpraktischen Zahnersatz benötigen. Was wäre also, wenn wir die genetische Grundlage für die Fähigkeit der Haie, ihre Zähne nachzuwachsen, herausfinden und daraus neuartige Methoden für das Wachstum neuer, natürlicher Zähne beim Menschen entwickeln könnten?

Haie wachsen die Zähne nicht einzeln nach, sondern haben mehrere Reihen in ihrem Kiefer, die ständig nachwachsen. Wenn ein Zahn am Rand des Kiefers herausfällt, bewegt sich der entsprechende Zahn in der Reihe dahinter vorwärts, um ihn zu ersetzen. Die darunter liegenden Weichteile verankern und tragen jeden Zahn wie ein Förderband.

Wenn Junghaie aus ihren Eizellen oder dem Mutterleib auftauchen (Haie können in beide Richtungen geboren werden), haben sie ein voll entwickeltes Zahnband (Gebiss) mit Reihen scharfer Zähne, die zum Füttern bereit sind.

<em>Scyliorhinus canicula</em >

Meine Kollegen und ich haben kürzlich die Schlüsselgene untersucht, die an der Zahnregeneration bei einer kleinen Haiart beteiligt sind, die als Katzenhai (Scyliorhinus canicula) bekannt ist. Seine Eier können leicht gesammelt und die Embryonen im Inneren aufgezogen werden, um uns die genauen Entwicklungsstadien zu zeigen, die die Zahnbildung und -regeneration durchlaufen.

Wir fanden heraus, dass sich in den Epithelzellen, die das Maul der Haie auskleiden, spezielle Kompartimente von Stammzellen befinden, die für das kontinuierliche Nachwachsen der Zähne von entscheidender Bedeutung sind.

Ohne diese Stammzellen würden die Haie wie Menschen mit nur eingeschränkten Zähnen leiden, was wiederum ihren Erfolg als Jäger an der Spitze der Nahrungskette beeinträchtigen würde. Wir analysierten die Stammzellkompartimente im Haimaul und entschlüsselten alle aktiven Gene, die an der Entwicklung und Regeneration von Haifischzähnen beteiligt sind.

Wiederherstellung des Zahnwachstums

Alle Wirbeltierzähne, von Haien bis zu Säugetieren, sind unglaublich ähnlich. Zum einen besteht ihre Struktur immer aus einem harten Mineralgewebe, dem sogenannten Dentin, das mit noch härterem Zahnschmelz oder einem ähnlichen Material bedeckt ist. Wir haben aber auch festgestellt, dass die Gene, die den Prozess der Zahnentwicklung steuern, ebenfalls sehr ähnlich sind. Dies ist wichtig, weil es darauf hindeutet, dass die genetische Schlüsselinformation, die wir bei Haien entdecken, entscheidend sein könnte, um zu verstehen, wie die Zahnregeneration funktioniert und wie dieser Prozess beim Menschen verhindert wird.

Die nächste Phase der Forschung besteht darin, die genetische Signatur des Haizahns mit der des Menschen zu vergleichen, um herauszufinden, ob Haie einige Gene haben, die beim Menschen inaktiv sind. Das könnte Hinweise auf den Mechanismus unserer verlorenen Regenerationsfähigkeit geben und uns helfen, herauszufinden, ob wir mit Stammzellen wieder neue Zähne im Mund bilden können.

Wir haben jetzt eine neue Studie gestartet, um menschliches Mundgewebe zu vergleichen, das möglicherweise noch eine gewisse Fähigkeit zur Regeneration der Zähne besitzt. Insbesondere vergleichen wir aktive und stark regenerative Zahnstammzellen von Haien mit faszinierenden Zellclustern, die im erwachsenen menschlichen Kiefer zurückgehalten werden und das Ziel einer Behandlung sein könnten, um neue Zähne wachsen zu lassen.

Dies sind frühe Stadien der Forschung, und viele Labors auf der ganzen Welt konzentrieren sich auf verschiedene Arten, neue menschliche Zähne zu entwickeln. Aber die Idee ist, dass wir, wenn wir bereits Zellen mit zukünftigem Regenerationspotenzial behalten, in der Lage sein könnten, unsere eigenen Quellen von „stammähnlichen“ Zellen zu kultivieren, um den Prozess der frühen Zahnentwicklung zu beginnen.

Wir könnten sie dann in zahnlose Regionen des Kiefers implantieren, wenn neue Zähne benötigt werden. Natürlich müssten viele Experimente und Versuche durchgeführt werden, bevor wir zu diesem Stadium kommen. Das Verständnis des kontinuierlichen Nachwachsens von Haien könnte also wichtige Hinweise für die Produktion neuer Zähne für den Menschen liefern.