Krivanek Lab

U hlodavců a některých dalších druhů se vyvinula jedinečná adaptace: stále rostoucí zuby. Takové zuby, kromě toho, že těmto druhům poskytují zvláštní evoluční výhodu, nám také umožňují detailně studovat důležité aspekty vývojové biologie, jako je chování kmenových buněk v nikách, regenerace nebo mikropatternalizace tkání během postupné diferenciace. Kontinuálně rostoucí zuby tak hrají důležitou roli v několika našich projektech.

Dentin má velmi omezenou reparační a regenerační schopnost. Při jeho poškození (např. zubním kazem), které vede k zánětu, může dojít k nevratným změnám jeho struktury, po nichž často následuje devitalizace nebo jeho ztráta. Získání buněk produkujících dentin, které mají potenciál zlepšit hojení takto poškozených zubů, je jedním z hlavních cílů současné regenerativní stomatologie. Inspirováni poznatky o vývoji zubu získanými analýzou jednotlivých buněk kontinuálně rostoucích zubů vyvíjíme nové přístupy k získání funkčních odontoblastů z indukovaných pluripotentních kmenových buněk odvozených od pacientů.

Zuby vznikají jako výsledek vzájemných interakcí mezi zubním epitelem a pod ním ležícím ektomesenchymem. Výsledkem těchto přesně řízených procesů je vznik zajímavého mikropatternu uvnitř dentinu i skloviny.

Nedávno jsme ukázali, že různé typy interagujícího zubního epitelu ovlivňují odontoblasty při tvorbě dentinu různé kvality. Tyto rozdíly sahají od morfologie odontoblastových procesů až po kvalitu mineralizace korunkových a kořenových dentinů. Naše výsledky také naznačují, že tento proces je řízen signalizací Wnt (Lavicky et al., JBMR, 2022).

Na rozdíl od dentinu vykazuje sklovina dospělých jedinců jedinečné prizmatické mikropatterny, které jsou výsledkem přesně synchronizovaných pohybů ameloblastů v zubním epitelu. Již několik desetiletí je známo, že sklovinné tyčinky střídají polohy a vzájemně se překrývají, čímž vytvářejí zvláštní dekuzní vzory. Stále však chybí vysvětlení, jak tyto vzory vznikají a jak je tento proces regulován. Pomocí pokročilých zobrazovacích technik (včetně světelné, konfokální a skenovací elektronové mikroskopie), geneticky modifikovaných organismů a zobrazování in vivo odhalujeme tuto desítky let starou záhadu.

Mechanotransdukce hraje důležitou roli v mnoha vývojových procesech, včetně buněčné proliferace nebo diferenciace. Hlavním cílem tohoto projektu je určit roli mechanosenzoriky v regulaci růstu zubů a obnově zubních tkání. Jako klíčový model používáme myší řezáky a stoličky, pracujeme však i s dalšími obratlovci, což nám pomáhá odhalit, zda je mechanosenzorika obecným mechanismem, který si během odontogeneze osvojují všichni obratlovci bez ohledu na morfologii plochy zubu a kosti. Tento projekt pomáhá pochopit buněčné procesy zapojené do reparační a regenerační odontogeneze, ale také řešit obecnější otázky, které přesahují oblast zubů, a poskytne nový pohled na regulaci vývojových a hojivých procesů tvrdých tkání.

Zkoumáme buněčné složení niky kmenových buněk, její složitou dynamiku během homeostázy a reakce na poranění, rozhodování o osudu a její ustavení během embryonálního vývoje.