A regeneratív fogászat triádja: őssejtek, nanoegységekből felépülő szerkezeti elemek és bioaktív szignálok Kollagén Fibronektin Fibrin Proteoglikán Habok és rostok Gélek és membránok Nanostruktúrák Nanoszerkezet TGFß / BMP FGF WNT Hedgehog VEGF Szignálok Felnőtt Embrionális Csontvelői Foggyökérhártya őssejt Fogbél őssejt Sejtek Regeneráció Alveoláris csont Periodontális ligamentum Cement Dentin Pulpa Zománc SE FOK MOLOR 1

Fogszövet vagy teljes fogcsíra újraképzésének elve Differenciáltatás epitheliális- mesenchimális komplexummá nanoszerkezeti elemekkel Őssejtek kinyerése Őssejtek tenyészete RÉSZLEGES vagy TELJES FOG- regeneráció SE FOK MOLOR

A fogbél idegszövet eredetű ectomesenchymalis sejtek átalakulásával jön létre – A FOLYAMAT MEGFORDÍTHATÓ Ha vetünk egy pillantást a fogak kialakulásának folyamatábrájára, nem is tűnik annyira meglepőnek a fogból izolált őssejtek idegi differenciációs képessége, hiszen a bimbó szakasz rögtön az orális epithelium ideglemezbe való betüremkedésével kezdődik, így a fogfejlődés gyakorlatilag a két csíralemez határrétegeiből indul ki. SE FOK MOLOR 3 3

Az emberi fogbél eredetű őssejtek megfelelő közegben és kezelésre idegsejtekké alakulnak 100x 100x 0 h 2. nap 100x 100x Az első képen a kezeletlen tenyészet fibroblaszt jellegű sejteket tartalmaz, majd a kezelés megkezdésétől számított második napon már jól látható morfológiai változás következett be. Az intracelluláris cAMP növelők, protein kináz aktivátorok és citokinek hatására a sejtek nyúlványokat növesztettek, és retikuláris hálózatot alakítottak ki. Ez a rendezettség a negyedik napra lecsökkent. Ezeknek a sejteknek a membránján nátrium áramot nem tudtunk kimutatni, de az általunk vizsgált neuronális markerekre immunreaktívnak bizonyultak. Az ötödik naptól a tenyészeteket az NT3 érést elősegítő faktorral és dbcAMP-vel kiegészített neurobasal médiumban tartottuk, így a tizedik napra soknyúlványos, idegsejt morfológiájú elemek alakultak ki. Ezek membránján feszültségfüggő nátrium csatornákat mutattunk ki patch clamp módszerrel. 4. nap 10. nap SE FOK MOLOR Király és mtsai, 2009, Kádár et al, 2009 4

A neurogén irányba differenciáltatott fogbél eredetű őssejtek megfelelő genetikai módosítást követően, és a szükséges szerkezeti elemek kombinációjával idegrendszeri károsodás regenerációjára alkalmazhatók Nap Hideg Lézió Beültetés Fogeredetű őssejtek Gazda Feldolgozás Király et al., 2011 SE FOK MOLOR Neurológiai teszt 4 hét a beültetés után

Az elődifferenciált DPSC eredetű sejtek jelentős számban beépülnek a patkány agy progenitor zónáiba Donor cells were identified by vybrant DiD-labeling. Most of the cells were harbored by the subventricular zones (svz, A), the subcallosal zone (scz, B), from which they migrated towards the lesioned cortex (ctx, D) following cold injury of the brain and in the subgranular zones (sgz, C) of the hippocampus. lv: lateral ventricle. The lengths of the bars indicate 100 μm. Király et al., 2011

A Vybrant DiD-del megjelölt DPSC sejtek megoszlása az agy különböző régióiban (%) a patkányagy hidegléziós sértését követően - a sejtek a kortexben csak sérülést követően jelennek meg Király et al., 2011

Az elődifferenciált, Vybrant DiD-del festett DPSC eredetű sejtek jelentős számban mutatják neuronális fehérjék expresszióját a beültetést követő négy hét elteltével A: Uninduced cells expressed only the mesenchymal marker vimentin. B: Some cells of the engrafted pre-differentiated DPSCs were positive for N-tubulin. C: NF-M expression was also observable. D: NeuN positive vibrant DiD-labeled cells were visible mostly in the grey matter. E: GFAP immunoreactivity was found both in the white and grey matter. F: In noninjured animals, both the control and differentiated cells were found to be present on the pial surface expressing vimentin. Left pictures indicate the specific marker expression, Vybrant DiD labeling is shown in the middle, images on the right represent the overlay. The lengths of the bars indicate 100 μm. Király et al., 2011

Patch clamp vizsgálati berendezés agyszeletek vizsgálatára Király et al., 2011

Fáziskontraszt Fluoreszcens Király et al., 2011 10

Elődifferenciáltatott, beültetett DPSC sejtek feszültségfüggő áramai a patkány kortexben négy héttel a beültetés után – a K áramok TEA-val, a Na áramok TTX-szel gátolhatók Figure 4: Aa: AbB: Ba Bb Representative whole-cell recordings measured on a pre-differentiated DPSC engrafted in the lesioned cortex, displaying voltage gated sodium (INa ) and delayed outwardly rectifying potassium currents (Kdr ). : INa were TTX (1 mcM) sensitive while Kdr currents were reduced by TEA (5 mM). 13-13 cells of five DPSC cultures collected from different hosts were used for electrophysiological measurements. : TEA-sensitive K . Average current amplitudes are significantly larger in cells localized in the region of the cortical lesion. : TTX sensitive sodium currents. Cells engrafted in the white matter progenitor regions displayed significantly smaller mean I amplitudes. In contrast, cells in the lesioned area showed more mature I characteristics. Empty diamonds show the currents measured on the cells engrafted in the lesioned cortex, full circles indicate the data displayed by DPSCs harbored in the uninjured progenitor regions. + TTX and TEA Király et al., 2011

Konklúzió In vivo eredményeink szerint a beültetett, neuronálisan elődifferenciáltatott DPSC eredetű sejtek morfológiai és funkcionális integráción mennek át patkány agyba ültetve. Immunhisztokémiai és elektrofiziológiai adataink bizonyítják, hogy a Vybrant DiD-del jelzett DPSC sejtek jól követhetők, és jó modellül szolgálhatnak a neuro- és gliogenesis in vivo vizsgálatára. Hidegléziós agysértést követően ezek a sejtek mind neuron-specifikus markereikben, mind elektrofiziológiai tulajdonságaikban progressziót mutatnak, s hasonlóan viselkednek, mint az agy progenitor zónáiban, az SVZ, SGZ and SCZ zónákban található endogén progenitor sejtek.