Guinguette Marais Poitevin

Tanden zijn een van de vitale structuren van gewervelde dieren die helpen bij de mechanische afbraak van het voedsel. In tegenstelling tot andere levende organen hebben tanden een beperkt vermogen tot herstel in geval van letsel of schade. Voor de behandeling van tandletsels worden reparatie, herstel en vervanging van tanden als essentieel beschouwd.

Image Credit: Josep Suria/.com

Tandimplantatie met synthetisch materiaal, autotransplantatie, het opnieuw vormen van tanden zijn enkele methoden die over het algemeen worden gebruikt voor gebitsproblemen; de beperkingen die aan deze technieken zijn verbonden, hebben onderzoekers er echter toe aangezet alternatieve middelen te verkennen.

De huidige vooruitgang in stamcelonderzoek heeft de weg vrijgemaakt voor veelbelovende mogelijkheden op het gebied van tandheelkundige gezondheid. Wetenschappers onderzoeken de mogelijkheden van alternatieve regeneratieve geneeskunde bij het herstellen van tanden door stamceltherapie.

Tandstamcellen kunnen een uitstekende bron zijn van autologe stamcellen voor herstel van pulpaweefsel, regeneratie van verloren parodontale ligamenten en het genereren van tandstructuren (gedeeltelijk of volledig) voor biologische implantaten.

Ontwikkeling van de tand

De vorming van tanden gaat gepaard met de interactie van oraal epitheel en mesenchym. Het orale epitheel is afkomstig van het ectoderm, terwijl het mesenchym afkomstig is van de neurale lijst. De tand bevat twee gespecialiseerde harde weefsels – dentine en glazuur – die vastzitten aan het parodontale ligament.

Oraal epitheel geeft aanleiding tot tandglazuur, terwijl mesenchymale cellen het cementum, de dentinepulp en de parodontale ligamenten vormen. Daarnaast ontstaan uit progenitorcellen van mesodermale cellen en cellen van de neurale lijst de craniofaciale botten – de botten van de schedel en het gezicht.

De verdikking van het oraale epitheel is de eerste stap in de ontwikkeling van het gebit en leidt tot de vorming van de tandlamina aan de linguale zijde (bij de tong) en de vestibulaire lamina aan de vestibulaire zijde (bij het binnenoor).

Terwijl uit de tandlamina de tanden ontstaan, ontstaat uit de vestibulaire lamina een diepe groef of groef (sulcus) tussen de wang en de tanden.

De volgende stap is de proliferatie van de tandlamina om placodes te vormen. De placodes dringen het mesenchym binnen en vormen de tandknop. De vorming van de tandknop wordt gevolgd door gecontroleerde celgroei en differentiatie, die leidt tot de vorming van de tandkroon.

Nu vormen de mesenchymale cellen de tandpapil, die zich differentieert in cellen die dentine en glazuur vormen. De evolutie en ontwikkeling van het gebit gaan postnataal verder, waarbij de buitenste bekleding van het glazuur harder wordt; vervolgens ontwikkelt zich de tandwortel en komen tanden en kiezen in de mondholte tot uitbarsting.

Stamcellen bij gebitsherstel

Stamcellen zijn een uitstekende behandelingsmogelijkheid voor tandletsel en diverse gebitsaandoeningen. De tand levert zeer proliferatieve stamcellen, die kunnen worden gebruikt voor tandheelkundige of niet-tandheelkundige doeleinden en deze op stamcellen gebaseerde therapieën kunnen worden gebruikt om levensbedreigende ziekten te behandelen.

Tandheelkundige stamcellen kunnen gemakkelijk worden verkregen uit tanden die op natuurlijke wijze verloren zijn gegaan of operatief zijn verwijderd. Deze weefsels kunnen worden geïsoleerd uit pulpa van zowel geëxfolieerde (bij kinderen) als volwassen tanden, uit het parodontale ligament dat de tandwortel met het bot verbindt, uit de uiteinden van zich ontwikkelende wortels en uit het weefsel dat grenst aan de niet-geëxueerde tand.

Image Credit: Alila Medical Media/.com

Hieronder volgen enkele tandheelkundige stamcellen die zijn geïsoleerd en gekarakteriseerd:

Dental Pulp Stem Cells

Dental pulpa stamcellen zijn een bron van cellen om beschadigde cellen te vergemakkelijken en te repareren. Deze cellen werden voor het eerst geïsoleerd uit de blijvende derde kies van volwassen mensen.

Ze hebben het vermogen om in vitro te differentiëren in mesenchymale celderivaten zoals odontoblasten, adipocyten, chondrocyten en osteoblasten.

Stamcellen van menselijke uitgescheiden melktanden

Stamcellen geïsoleerd uit de pulpa van menselijke uitgespoelde melktanden (SHED) zijn in staat dentine te produceren en botvorming te induceren. SHED heeft een hogere proliferatiesnelheid dan de stamcellen uit de tandpulpa en naar verluidt verdubbelt de populatie van de cellen.

SHED is een nuttig hulpmiddel bij tissue engineering van tandpulpa – een procedure waarbij de pulpa wordt verwijderd en vervangen door stamcellen. Studies tonen aan dat de weefsels gevormd via tissue engineering met behulp van SHED structureel en histologisch lijken op natuurlijke tandpulp.

Periodontale ligament stamcellen

Periodontale ligament stamcellen zijn vezelig bindweefsel dat bestaat uit gespecialiseerde cellen tussen het cementum en binnenwanden van alveolair bot.

Perodontale ligament stamcellen omvatten progenitorcellen die in staat zijn te differentiëren in cementoblast-achtige cellen, bindweefsel, en adipocyten die rijk zijn aan collageen. Van parodontale ligament stamcellen wordt voorgesteld dat ze effectief zijn bij parodontitis, een tandvleesaandoening die gepaard gaat met infectie en ontsteking.

Stamcellen uit de wortelapicale papilla

Stamcellen uit de wortelapicale papilla bevinden zich aan de uiteinden van groeiende tandwortels en zijn alleen aanwezig tijdens de wortelontwikkeling, vóór de uitbarsting van de tand. Deze cellen kunnen differentiëren in odontoblasten en adipocyten.

Stamcellen uit de tandfollikel

Tandfollikelcellen omvatten een groep mesenchymale progenitorcellen die de tandkiem omsluiten – een groep cellen waaruit uiteindelijk een tand wordt gevormd.

Tandheelkundige follikelcellen zijn verantwoordelijk voor de vorming van cementum, parodontale ligament, en alveolair bot tijdens de ontwikkeling van tanden.

Clinische implicaties

Periodontitis

In parodontitis is er een onomkeerbaar verlies van bindweefselaanhechting en het ondersteunende bot. Om het parodontium te regenereren, hebben onderzoekers verschillende populaties tandheelkundige stamcellen gebruikt om vitale gebeurtenissen in de parodontale ontwikkeling na te bootsen.

Volgens een studie van Honda et al, gepubliceerd in het tijdschrift Cells Tissues Organs, kan de implantatie van gemanipuleerde cellen, afgeleid van stamcellen van het parodontale ligament, de transplantatie van parodontale cellen vergemakkelijken.

Regeneratie van tandpulp

In geval van ernstige infectie wordt de tandpulp verwijderd en behandeld door restauratie van de tandpulp met behulp van cement. Deze procedure leidt tot de dood van de tand. In een studie van Huang et al. bleken tandheelkundige stamcellen in staat de tandpulpa te regenereren in de leeggemaakte wortelkanaalruimte.

De onderzoekers gebruikten stamcellen uit tandpulpa en wortelapicale papil. De stamcellen werden geïsoleerd uit de derde menselijke kies en getransplanteerd in muizen.

Na 3-4 maanden bleek de wortelkanaalruimte gevuld te zijn met een goed ontwikkelde vascularisatie. Bovendien werd een continue laag van op dentine lijkend weefsel afgezet op de dentinale wanden van het kanaal.

Volledige tandregeneratie

Huidig bestaat de behandeling voor volledige tandregeneratie uit het vastschroeven van een metalen staaf in het bot en het afdekken met een plastic of keramische kroon.

Het gebruik van tandimplantaten is een optie; het gebruik van implantaten is echter een uitdaging – de implantaten zijn rechtstreeks met het bot verbonden, en dus wordt de kracht van het kauwen rechtstreeks op het bot overgebracht bij afwezigheid van parodontale ligamenten, die als schokdemper fungeren.

In gevallen waarin het bot onvoldoende is, moet vóór de implantatie een bottransplantatie worden uitgevoerd.

Stamcellen kunnen worden gebruikt bij de regeneratie van tanden, waardoor de tandheelkundige behandeling in hoge mate kan worden gepersonaliseerd en de problemen met de huidige behandelingsopties kunnen worden vermeden.

Tot besluit kan worden gesteld dat tandheelkundige stamcellen een veelbelovende toekomst te wachten staat bij de behandeling van verwondingen en beschadigingen van tanden. Toch zal het succes in therapeutisch gebruik niet alleen afhangen van het gemak van toediening, maar ook van de efficiëntie en kwaliteit van het herstel met betrekking tot de kosten.

Volgende lectuur

• Alle tandinhoud
• Tandgezondheid bij kinderen
• Voedingsmiddelen goed voor tanden
• Tandenpolijstprocedure
• Wanneer moeten kinderen hun volwassen tanden krijgen?

Citaties