Die Rolle von Autophagie bei der Überbelastung des Parodontiums im Rahmen der orthodontischen Zahnbewegung

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Svenja Beisel-Memmert
• Fachliche Zuordnung: Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 318542799

In der Orthodontie gilt der Leitgedanke, die durchzuführenden Zahnbewegungen ohne Schädigungen an der Dentition und dem Parodont zu realisieren. Ein Schlüsselaspekt ist hierbei die adäquate Kraftapplikation. Kommt es in parodontalen Ligament (PDL)-Zellen, die eine zentrale Rolle in der Biologie dieses Gewebes innehaben, zu einer Überlastung, ist dies mit einer Zellschädigung verbunden, in deren Folge sich unter anderem die Zahnbewegung verlangsamt. Während der orthodontischen Kraftapplikation entsteht im Parodont durch die Kompression der strukturellen Elemente des Zahnhalteapparats eine graduelle und lokale Hypoxie. Kraft und Hypoxie induzieren synergistisch die Entstehung einer aseptischen Entzündungsreaktion. Dieses Zusammenspiel führt zu Osteoklastogenese und -rekrutierung wie auch zu Osteoblastendifferenzierung. Umbau- und Remodellingsprozesse werden initiiert, die für die orthodontische Zahnbewegung essentiell sind.Autophagie ist ein zellulärer Adaptationsmechanismus für die Anpassung an verschiedene Stressbedingungen. Autophagie kann bei Veränderungen einerseits das Überleben der Zelle ermöglichen, andererseits aber auch, wenn der Stimulus einen kritischen Wert in Ausmaß oder Dauer überschreitet, zum Zelltod führen. Daher vermuten wir, dass Autophagie auch bei der Zahnbewegung eine wichtige Rolle spielt. Weiterhin kann angenommen werden, dass Autophagie die für die Zahnbewegung essentielle Zell-Zell-Kommunikation bzw. das Expressionsmuster von PDL-Zellen beeinflusst. Darüber hinaus erwarten wir, dass durch eine Modulation der Autophagie ein protektiver Effekt auf die PDL-Zellen ausgeübt und dadurch die Reaktion benachbarter Zellen beeinflusst werden kann.In dieser Studie sollen die Signalwege analysiert werden, durch die in humanen PDL-Zellen bei Belastung, Überlastung und Hypoxie Autophagie induziert wird. Weiterhin soll die Auswirkung der Autophagie auf bei der orthodontischen Zahnbewegung relevante Prozesse wie z.B. Induktion von Zelltod, Proteinsynthese, lokale Entzündungsreaktion, Osteoblasten- und Osteoklastendifferenzierung untersucht werden. Durch eine tierexperimentelle Studie sollen die In-vitro-Untersuchungen komplementiert werden. Die Ergebnisse sollen zu einem besseren Verständnis der zellbiologischen Abläufe bei der Zahnbewegung beitragen und helfen, die kieferorthopädische Therapie zu individualisieren und die Therapiedauer zu optimieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. James Deschner; Professor Dr. Andreas Jäger