Ein In-vitro-Mausmodell für die Palatogenese und die Entstehung von Gaumenspalten

Abstract

The mouse is an excellent model to study palatogenesis since, like humans, it is a mammal, it can easily be bred and a wide array of molecular tools are available. Moreover, the isolated embryonic mouse palate can be cultured in vitro, which allows us to study the actual fusion process in detail.

Just prior to the actual fusion at E13, the maxilla with the 2 palatal shelves can be dissected from the embryo head. The maxilla is cultured on a filter paper on top of a stainless-steel grid at the interface of the culture medium and air. After 24 h in culture, the palatal shelves are in contact and the MES is clearly visible. At 48 h, the MES has nearly completely disintegrated with small remnants at the nasal and oral side of the palate. Finally, at 72 h, the palatal shelves are completely fused and osteoid tissue is beginning to form in the lateral areas.

The exact downstream molecular mechanisms that lead to clefting are far from being unraveled. The model for palate fusion presented here offers the possibility to analyze the molecular and cellular mechanisms that lead to clefting as a result of specific genetic and environmental factors. This will pave the way to pharmacological intervention for the prevention of cleft lip and/or palate in susceptible individuals.

Zusammenfassung

Das Mausmodell eignet sich für die Untersuchung der Palatogenese hervorragend, da Mäuse, genau wie Menschen, zu den Säugetieren gehören. Sie lassen sich leicht vermehren und es steht für sie eine Vielzahl an molekularen Werkzeugen zur Verfügung. Außerdem lässt sich der isolierte Gaumen von Mäusen in vitro kultivieren, wodurch detaillierte Untersuchungen des Verschmelzungsprozesses möglich sind.

Kurz vor der eigentlichen Verschmelzung während E13 kann die Maxilla mit den beiden Gaumenfortsätzen aus dem Schädel des Mausembryos entnommen werden. Der Oberkiefer wird anschließend auf einem Edelstahlgitter mit Filterpapier an der Oberfläche eines Kulturmediums angezüchtet. Nach 24 Stunden in Kultur haben die beiden Gaumenfortsätze Kontakt und der MES ist deutlich zu erkennen. Nach 48 Stunden hat sich der MES fast vollständig aufgelöst und es sind nur noch geringe Reste auf der nasalen und der oralen Seite des Gaumens vorhanden. Nach 72 Stunden sind die beiden Gaumenfortsätze schließlich vollständig verschmolzen und in den seitlichen Regionen bildet sich Osteoidgewebe aus.

Die exakte Abfolge der molekularen Mechanismen ist im Einzelnen allerdings noch weitgehend ungeklärt. Das hier vorgestellte Modell für die Verschmelzung der Gaumenfortsätze bietet jedoch die Möglichkeit, die molekularen und zellulären Mechanismen zu untersuchen, die in Folge spezieller genetischer und äußerer Faktoren zur Entstehung von Spalten führen. Auf diese Weise wird es vielleicht einmal möglich werden, die Entstehung von Lippen- bzw. Gaumenspalten bei dafür anfälligen Personen pharmakologisch zu verhindern.

Schlüsselwörter

Gaumenspalte - Embryologie - Maus - In-vitro-Verfahren

Key words

cleft palate - embryology - mouse - in vitro techniques

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