Verletzte Haut vergisst nicht

Hautstammzellen entwickeln ein Gedächtnis, so dass sie schneller auf eine wiederholte Entzündung reagieren können, um Schäden zu reparieren
Stammzellen (grün) dringen in eine drei Tage alte Hautwunde ein, um das geschädigte Gewebe zu regenerieren.
Stammzellen (grün) dringen in eine drei Tage alte Hautwunde ein, um das geschädigte Gewebe zu regenerieren.
© Laboratory of Mammalian Cell Biology and Development/The Rockefeller University
New York (USA) - Entzündliche Hautverletzungen aktivieren Stammzellen der Haut, die geschädigtes Gewebe regenerieren. Ein ausgeheilter Entzündungsprozess hinterlässt Stammzellen mit Gedächtnisfunktion: Sie reagieren auf eine erneute Hautschädigung schneller als beim ersten Mal, berichten amerikanische Forscher im Fachjournal „Nature“. Damit haben sie erstmals Gedächtniszellen nachgewiesen, die nicht Bestandteil des Immunsystems sind. Die erworbene Eigenschaft dieser Hautstammzellen beruht auf anhaltenden Veränderungen einzelner Abschnitte des Chromosoms, die ein schnelles Einschalten der dort lokalisierten Gene ermöglichen. Ist diese Wächterfunktion der Stammzellen gestört, könnte das eine Ursache für wiederkehrende Hautentzündungen sein.

„Die beschleunigte Reaktion auf eine wiederholte Entzündung ist hilfreich für die Wundheilung nach einer Verletzung“, sagt Elaine Fuchs von der Rockefeller University in New York, die Leiterin des Forscherteams. „Aber das Gedächtnis der Stammzellen könnte sich auch negativ auswirken und Krankheitsschübe bei entzündlichen Erkrankungen wie der Schuppenflechte begünstigen.“ Entzündungsreaktionen in der Haut entstehen beispielsweise durch Infektionen, Verletzungen, Schadstoffe oder Sonnenbrand. Sie setzen Reparaturprozesse in Gang, die von den Stammzellen der Haut ausgehen. Die Forscher haben nun untersucht, ob sich die Stammzellen, die dauerhaft in den tieferen Hautschichten verbleiben, im Verlauf einer Entzündung verändern.

Experimente mit Mäusen ergaben, dass Hautwunden mehr als doppelt so schnell verheilen, wenn in derselben Hautregion einige Wochen oder sogar Monate zuvor schon einmal eine Entzündung ausgelöst worden war. Die beschleunigte Heilung war auf Stammzellen zurückzuführen, die sich irgendwie an die zurückliegende Verletzung erinnert haben mussten und deshalb in der Lage waren, schneller neue Hautzellen zu erzeugen. Das Gedächtnis dieser Stammzellen beruhte auf lokalen Auflockerungen des Chromatins der Chromosomen – ein ansonsten kompakter Komplex aus DNA und Proteinen. Diese Auflockerung ist die Voraussetzung dafür, dass Gene eingeschaltet werden können. Die Forscher stellten fest, dass unter anderem das Gen Aim2, das auf Entzündungen reagiert und diese verstärkt, durch eine solche Veränderung des Chromatins bei Bedarf schneller aktivierbar ist. Die dabei freigesetzten Botenstoffe regen andere Stammzellen dazu an, in das geschädigte Gewebe einzudringen und neue Hautzellen zu bilden.

Eine Fehlfunktion der Gedächtnis-Stammzellen könnte bei entzündlichen Erkrankungen wie der Schuppenflechte (Psoriasis) und Neurodermitis (Atopisches Ekzem) eine Rolle spielen, vermuten die Autoren. Es sei sogar möglich, dass die jetzt entdeckten Prozesse nicht auf die Haut beschränkt sind und zum Beispiel auch in der Darmwand ablaufen. Denn auch dort ist das Gewebe ständig Verletzungen ausgesetzt, die von Stammzellen ausgebessert werden. Möglicherweise könnten nicht nur Immunzellen, sondern auch adulte Stammzellen für verschiedene entzündliche Erkrankungen verantwortlich sein, sagt Samantha Larsen, ein Mitglied der Arbeitsgruppe. „Zu verstehen, wie Entzündungen die Stammzellen eines Gewebes verändern“, so Erstautorin Shruti Naik, „könnte zum Verständnis vieler Krankheiten, darunter Krebs, beitragen und zu neuen Therapien führen.“

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