Ameloblasztok bikarbonát transzportjának vizsgálata kétdimenziós in vitro modellben

A fogfejlődés tanulmányozása rendkívül fontos a fogorvostudomány számára, ugyanis kiindulópontja lehet a szövetregenerációs és szövetpótlási technológiák kidolgozásának, hiszen fogaink komplex struktúráját meg sem közelítik a ma használatos implantátumok.

Az ameloblasztok az orális epitéliumból származó sejtek, feladatuk a fogzománc képzése. A zománc fő alkotóeleme a hidroxi-apatit, melynek képződése során jelentős mennyiségű proton (mólonként akár 14 mol proton) szabadul fel. A túl savas környezet azonban a hidroxi-apatit savban történő oldódása miatt alulmineralizált, gyenge zománc kialakulásához vezethet. Feltételezhető, hogy az ameloblasztoknak - számos transzport és fehérjeszintetizáló funkciójuk mellett - szerepe van a mineralizációs tér pH-jának szabályozásában is, aktív bikarbonát transzport révén.

Munkám során bekapcsolódtam egy olyan in vitro modell létrehozásába, amelynek segítségével fiziológiai módszerekkel mérhető az ameloblasztok iontranszportja. Célom ezen a modellen az ameloblasztok bikarbonát transzportfolyamatainak vizsgálata. Transwell membránra ültetett, patkány dentális epitéliumából származó, ameloblaszt-szerű, ún. Hat-7 sejtvonalat használtam. A sejteket különböző tápoldatokban tenyésztettem. Génexpressziós vizsgálatok során mutattam ki egyes transzporterek jelenlétét. A sejtek bikarbonát transzportfolyamatait mikrofluorometriás módszerrel vizsgáltam.

Génexpressziós vizsgálatok során sikerült kimutatni az NKCC1, NHE1, AE2, AE3, CA2, CFTR és SLC26A4 transzporterek expresszióját. Mikrofluorometriás méréssel, bikarbonát mentes és bikarbonátot tartalmazó oldatok váltogatásával kimutattam, hogy a Hat-7 sejtek polarizáltak, bazolaterális bikarbonát felvételre képesek, amelyet a sejten belüli pH emelkedés jelez. Emellett a sejtek apikális oldalon szén-dioxid felvételre képesek, de bikarbonát transzportot nem folytatnak. Szén-dioxid felvételkor az extracelluláris pH jelentősen csökken. Ezen kívül bizonyítottam, hogy a bikarbonát felvétel gátolható acetazolamiddal (AC), amely a szénsav anhidrázokat gátolja, illetve H2DIDS felhasználásával (HD) az anion transzporterek gátlása révén (a pH emelkedés kezdeti meredeksége AC: 0,14±0,02 és HD: 0,26±0,01 vs. kontrol 0,43±0,06 pH egység/perc). A sejtek bazolaterális oldalán erős, míg apikális oldalán gyengébb anioncserélő aktivitást sikerült kimutatnom klorid mentes bikarbonát oldat alkalmazásával, ezt klorid mentes közegben szintén pH emelkedés jelzi.

Következtetésképpen elmondható, hogy zárt, polarizált monolayert hoztunk létre, amelyen kimutattuk az ameloblasztok pH szabályozásának szempontjából szükséges transzporterek expresszióját, valamint amelyen a bikarbonát transzport egyes elemei mérhetők. Ez a modell hiánypótló abban az értelemben, hogy a korábbi irodalmi adatok kizárólag gén- és fehérje expressziós vizsgálatokon alapulnak.

szerző

Sinka Dóra
biomérnöki
nappali

konzulensek

Bori Erzsébet
tudományos segédmunkatárs, Semmelweis Egyetem Orálbiológiai Tanszék (külső)
Dr. Szarka András
egyetemi tanár, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék