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Labor für Orale Molekularbiologie
Unser Labor betreibt hauptsächlich Grundlagen- und präklinische Forschung auf dem Gebiet der Lippen-/Kiefer-/Gaumenspalten (LKG), und wendet dazu zell- und molekularbiologische Methoden an. LKG gehören zu den häufigsten Fehlbildungen beim Menschen: Etwa 1 von 700 Neugeborenen ist betroffen. Diese jungen Patienten werden von der Klinik für Kieferorthopädie der ZMK während ihrer langjährigen Therapie begleitet und behandelt.
Forschungsschwerpunkte
Embryonalentwicklung von Mikrognathie und Lippen-/Kiefer-/Gaumenspalten am Maus-Modell
Wir studieren an einem Maus-Modell, wie LKG während der Embryonalentwicklung entstehen können. Unser Gaumendach entwickelt sich aus zwei getrennten Gaumenfortsätzen, die sich über die Zunge aufrichten und in der Mittellinie verschmelzen müssen (siehe Schnitt-Bild oben). Mausembryonen, denen das Gen für den Wachstumsfaktor BMP7 fehlt, haben einen verkürzten Unterkiefer (Mikrognatie) und entwickeln eine Gaumenspalte. Wir entdeckten, dass in solchen Embryonen die Zungenmuskulatur falsch mit dem Unterkiefer verknüpft wird, was die Bewegung der Zunge einschränkt. Wir nehmen an, dass die missgebildete Zunge der Verschmelzung der Gaumenfortsätze im Weg ist. Damit hilft unser Mausmodell, ein menschliches Syndrom besser zu verstehen, nämlich die sogenannte "Pierre Robin-Sequenz".
Wundheilung in vitro mit Zellen von Lippen-/Kiefer-/Gaumenspalten-Patienten
Eine häufige Komplikation bei der chirurgischen Behandlung von LKG-Patienten ist eine übermässige Narbenbildung am Gaumendach, die später das Wachstum des Oberkiefers und damit die Zahnbildung behindert. Wir versuchen herauszufinden, ob und wie sich Risikopatienten in ihrer Wundheilung von den unproblematischen Fällen unterscheiden. Dazu isolieren wir Bindegewebezellen von LKG-Patienten und untersuchen ihr Wundheilungsverhalten in vitro. Wir fanden, dass sich die Patientenzellen in zwei statistisch verschiedene Gruppen einteilen lassen, nämlich "schnell" und "langsam" heilende. Wir entdeckten weiter, dass die "schnell" heilenden Patientenzellen eine höhere Expression und Aktivität des Wachstumsfaktors TGF-α aufweisen. Es bleibt allerdings herausfinden, ob und welche unserer Gruppen mit potentiellen Risikopatienten korreliert.
Einfluss mechanischer Belastung auf Parodontalligament-Fibroblasten in Gewebekonstrukten
Das Parodontalligament (PDL) spielt bei der kieferorthopädischen Zahnbewegung eine essentielle Rolle, aber es ist nur unvollständig bekannt, wie die darin eingebetteten Zellen mechanische Belastung wahrnehmen und darauf reagieren. In einem Nebenprojekt (für Master-Studenten und Doktoranden) stellen wir Gewebekonstrukte mit PDL-Fibroblasten in vitro her. Die Zellen werden in eine Fibrin-Matrix eingebettet, die an zwei Knochenplättchen aufgehängt ist. Nach 1-2 Wochen ist das Fibrin durch eine zelleigene Kollagen-Matrix ersetzt. Das Gewebekonstrukt wird danach mechanisch gedehnt oder komprimiert, und Veränderungen in der Genexpression werden gemessen. Damit können wir den Mechanismus der Mechanotransduktion in PDL-Fibroblasten untersuchen.