Hautstammzellen

Definition: Was sind Hautstammzellen?

Hautstammzellen produzieren tagein tagaus ständig Nachschub an neuen Hautzellen. Die verhornten und damit absterbenden Hautzellen der obersten Hautschicht werden so ersetzt. Die Hautstammzellen leisten wahrlich Unglaubliches: Durch die beständige Rundum-Erneuerung sind wir Menschen auf der Haut-Ebene alle vier Wochen ein komplett neuer Mensch. So lang in etwa dauert der Zyklus, bis sämtliche Zellen der bei einem erwachsenen Mann beinahe zwei Quadratmeter großen Oberfläche einmal komplett ausgetauscht wurden.

In die Klassifikation der Stammzellen lassen sich die Hautstammzellen der Kategorie „Unterscheidung nach Zelltyp“ zuordnen. Es handelt sich um adulte Stammzellen. Da die Hautzellen zu den Körperzellen gehören, sind Hautstammzellen auch gleichzeitig somatische Stammzellen.

 

Hautstammzellen sorgen dafür, dass die Haut ihre Funktionen aufrechterhalten kann

Die Hautstammzellen selbst können einzeln nur schwerlich überleben. Sie brauchen andere Zellen, die ihnen Signale senden. Nur so kann sich beispielsweise nach dem Zwiebelschneiden ein kleiner Schnitt im Finger zügig schließen und ohne sichtbare Narben verheilen. Die Haut übernimmt eine Vielzahl an Aufgaben. Oberste und wichtigste Funktion ist dabei der Schutz vor äußeren Einflüssen durch Abgrenzung. Chemische Stoffe wie Seife oder Abgase, Reibung durch Kleidung oder Strahlung wie Sonnenlicht machen der Haut jeden Tag zu schaffen. Gelingt es Keimen wie Viren, Bakterien oder Pilzsporen, die Hautbarriere zu durchbrechen, kommt es zur Infektion. Entzündungen entstehen.

Doch noch immer bekommen Forscher die Wunderzellen „Hautstammzellen“ nur schwer zu fassen. Unter dem Mikroskop sind sie von anderen Zellen kaum zu unterscheiden. Derzeit wird nach spezifischen Markern gesucht, um diese besonderen Zellen anhand ihrer Oberflächenstruktur gezielt isolieren zu können. Auch ist man den Signalwegen innerhalb der Stammzellnische auf der Spur. Die Wissenschaftler gehen beispielsweise der Frage nach: Wie kommunizieren die Hautstammzellen mit den Umgebungszellen? Wann fühlen sich Hautstammzellen wohl und wann sterben sie ab?

Trotz aller noch vorhandenen Geheimnisse wissen die Forscher über Hautstammzellen, dass sie sich asymmetrisch teilen. Die eine Zelltochter behält alle Eigenschaften der Mutter. Sie bleibt eine Stammzelle. Die zweite Tochter dagegen geht den Weg der Differenzierung. Sie sieht damit anders aus als ihre Mutter und sie verhält sich auch anders. Während die Schwester, die alle Stammzelleigenschaften erbt, sehr träge bei der Zellteilung ist, steigt die Teilungsfreudigkeit bei der zweiten Tochterzelle an. Sie beginnt mit der Produktion der Vorläuferzellen der Hautzellen.

 

Wo kommen Hautstammzellen vor?

Aus Experimenten mit Mäusen kennen die Forscher die Orte, wo sie nach Hautstammzellen suchen müssen. Sie kommen in der Nähe der Haarwurzeln (Follikel) aber auch in der Oberhautschicht, der sogenannten „interfollikulären Epidermis“, vor.

Da die Haut aus verschiedenen Schichten aufgebaut ist, gibt es logischerweise auch nicht die eine Hautstammzelle. Wissenschaftler kennen auch hier wiederum Subtypen:

  • Epidermale Stammzellen: Sie kommen in der Epidermis vor und sorgen für die Erneuerung der Oberhaut. Aus ihnen bilden sich Keratozyten.
  • Haarfollikel-Stammzellen: Sie kommen in den Haarfollikeln vor und sorgen nicht nur für das Wachstum der Haare sondern auch für die Regeneration der Epidermis sowie der Talgdrüsen.
  • Melanozyten-Stammzellen: Hier handelt es sich um Pigmentzellen, denn die Melanozyten helfen, Melanin zu produzieren. Es ist wichtig für die Pigmentierung von Haut und Haaren. Es sorgt für einen gewissen natürlichen Sonnenschutz. Dieser variiert von Hauttyp zu Hauttyp. Hellere Hauttypen bekommen ohne zusätzlichen Sonnenschutz schneller Sonnenbrand. Eine dauerhafte Schädigung der Hautzellen erhöht langfristig das Risiko für Hautkrebs. Doch über die Pigmentierung wird auch die Bildung von Vitamin D gesteuert. Dies ist wichtig für die Festigkeit von Knochen und sorgt für ein gesundes Immunsystem. Vitamin D-Mangel kann zu einer Reihe von Beschwerden wie Depressionen, Schlafstörungen, Osteoporose oder Konzentrationsstörungen führen.

 

Anwendung von Hautstammzellen

Hautstammzellen, allen voran die epidermalen Stammzellen, werden heute schon genutzt, um damit künstliche Haut zu züchten, die zur Wundabdeckung beispielsweise nach großflächigen Verbrennungen genutzt wird. Bislang jedoch war es schwierig, den schichtweisen Aufbau der Haut im Labor zu rekonstruieren, sodass die künstliche Haut nicht alle Aufgaben der echten Haut problemlos erfüllen konnte. Doch kürzlich gelang den Forschern mit murinen Stammzellen der Durchbruch. Im Labor können sie künstliche Mäusehaut züchten, die sogar Talgdrüsen und Haarfollikel besitzt.

Möglicherweise lassen sich Hautstammzellen auch nutzen, um das Risiko an Demenz zu erkranken vorherzusagen, denn jene Gene, die bei Alterungsprozessen und damit auch bei der Entstehung von Alzheimer und Demenz eine wichtige Rolle spielen, sitzen auch auf den Hautzellen. Während man für Untersuchungszwecke nicht einfach Gehirnzellen entnehmen kann, lassen sich Hautzellen ambulant per Biopsie gewinnen.
Forscher hoffen, dass sich durch eine frühzeitige Diagnose und dem zügigen Start von Therapien die Krankheit aufhalten lässt. Den Patienten bliebe so mehr Lebenszeit bei guter Lebensqualität und der Krankheit des Vergessens wäre ein Teil ihres Schreckens genommen.