Neue Einblicke in die Entstehung von PFE: Wie veränderte Signalwege die Knochenentwicklung beeinflussen

Das primäre Durchbruchversagen (Primary Failure of Eruption, PFE) ist eine seltene genetisch bedingte Zahnentwicklungsstörung, die durch Veränderungen im Gen für den Parathormon-1-Rezeptor (PTH1R) verursacht werden kann. Betroffene Zähne brechen trotz vorhandener Zahnanlage nicht oder nur unvollständig durch; besonders häufig sind die Seitenzähne betroffen.

Die Folge können Fehlstellungen wie ein offener Biss und Einschränkungen der Kaufunktion sein. Der Rezeptor spielt eine wichtige Rolle bei der Signalübertragung während der Knochen- und Zahnentwicklung.

Die IZKF-Forschungsgruppe „Tissue Regeneration in Musculoskeletal Diseases“ untersuchte gemeinsam mit Forschenden aus anderen Abteilungen wie der Kieferorthopädie und des Instituts für Klinische Genetik und Genommedizin die Auswirkungen einer mit PFE in Verbindung stehenden Variante des PTH1R-Rezeptors. Dieser G-Protein-gekoppelte Rezeptor steuert über den Botenstoff zyklisches Adenosinmonophosphat (cAMP) wichtige Signalwege in Zellen. Mithilfe der CRISPR/Cas9-Technologie erzeugte das Forschungsteam ein Zellmodell mit der krankheitsassoziierten Variante c.1050-3C>G und verglich dieses mit unveränderten Kontrollzellen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Variante zwar keine wesentlichen sichtbaren Veränderungen der Zellen verursacht, jedoch die nachgeschaltete PTH1R-Signalkaskade beeinträchtigt. Insbesondere waren die cAMP-Signalübertragung und die Aktivierung der Proteinkinase A (PKA) verändert. Die Studie liefert damit neue Einblicke in die molekularen Mechanismen des PFE-Syndroms und zeigt, wie einzelne genetische Veränderungen wichtige zelluläre Signalwege beeinflussen können.

Publikation: Marnet K, Subramanian H, Wiesler M, Borst A, Liedtke D, Pattappa G, Docheva D, Nikolaev VO, Stellzig-Eisenhauer A, Eigenthaler M, Herrmann M. Live-cell imaging reveals decreased cAMP in a PFE-associated c.1050-3C>G PTH1R cell model. J Mol Med 104, 66 (2026). https://doi.org/10.1007/s00109-026-02668-8

Figure aus der Publikation mit Aufnahmen der Zelllinien und Diagramm
Scratch-Assay der drei verschiedenen Zelllinien. A: Repräsentative Aufnahmen der mit Mitomycin C behandelten Zelllinien. Die obere Bildreihe zeigt die Zellen unmittelbar nach dem Anlegen des Zellspalts (Scratch), die untere Bildreihe 24 Stunden später. B: Die Diagramme zeigen den relativen zellfreien Bereich (in %) nach 24 Stunden. Jeder Punkt entspricht einem unabhängigen Experiment. Die Daten sind als Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwerts (SEM) dargestellt.

Scratch-Assay der drei verschiedenen Zelllinien. A: Repräsentative Aufnahmen der mit Mitomycin C behandelten Zelllinien. Die obere Bildreihe zeigt die Zellen unmittelbar nach dem Anlegen des Zellspalts (Scratch), die untere Bildreihe 24 Stunden später. B: Die Diagramme zeigen den relativen zellfreien Bereich (in %) nach 24 Stunden. Jeder Punkt entspricht einem unabhängigen Experiment. Die Daten sind als Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwerts (SEM) dargestellt.