Stammzellen der Haut haben ein Gedächtnis

Verletzte Haut kann sich erinnern

Hautstammzellen entwickeln eine Art Gedächtnis. So können sie schneller auf wiederholt auftretende Entzündungen reagieren und Schäden reparieren.

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Elefanten sind berühmt für ihr gutes Gedächtnis. Den Rüsseltieren wird auch eine dicke Haut nachgesagt, wovon sich die Bezeichnung „Dickhäuter“ ableitet. Doch auch Elefantenhaut ist sensibel und muss den gleichen Aufgaben nachkommen wie beim Menschen. Dass Wunden sich zügig schließen können, dafür gibt es Hautstammzellen. Sie bilden neue Hautzellen. Nun konnten Forscher erstmals nachweisen, dass auch die Stammzellen der Haut nach Entzündungen eine Art Gedächtnis entwickeln. Die Entzündungsprozesse verändern sie.

 

Hautstammzellen sorgen für ständige Erneuerung der Haut

Der Prozess ist seit langem bekannt: Kommt es zu Hautverletzungen oder Entzündungen der Haut, werden die Hautstammzellen aktiviert. Sie reparieren die entstandenen Gewebeschäden. Nun konnten Forscher der Rockefeller University in New York (USA) nachweisen, dass eine abgeklungene Entzündung und damit ein abgeschlossener inflammatorischer Prozess Spuren in den Stammzellen der Haut hinterlässt. Sie entwickeln eine Art Gedächtnisfunktion. Dieser Mechanismus sorgt dafür, dass sie auf eine erneute Hautschädigung schneller als beim ersten Mal reagieren können.

Über ihre Entdeckung berichten die amerikanischen Forscher im Fachjournal „Nature“. Das Außergewöhnliche daran: Es konnte damit erstmals ein Nachweis für Gedächtniszellen erbracht werden, die nicht Teil des Immunsystems sind. Laut Einschätzung der Wissenschaftler ist die durch die vorangegangene Entzündung erworbene Eigenschaft der Stammzellen auf anhaltende Veränderungen einzelner Chromosomenabschnitte zurückzuführen. Diese epigenetischen Veränderungen erlauben, dass die dort lokalisierten Gene schneller eingeschalten werden können. Wird diese Wächterfunktion der Hautstammzelle gestört, so könnte in der Störung die Ursache für wiederkehrende Hautentzündungen begründet liegen.

 

Beschleunigte Reaktion auf wiederholte Entzündungen verbessert die Wundheilung

Die beschleunigte Reaktion auf eine wiederholte Entzündung dürfte sich im Laufe der Evolution als vorteilhaft für die Wundheilung nach einer Verletzung erwiesen haben. Doch das entdeckte Gedächtnis der Stammzellen könnte auch eine Schattenseite haben, denn womöglich würden dadurch auch bei entzündlichen Erkrankungen wie der Schuppenflechte Krankheitsschübe ausgelöst.

Zu Entzündungsreaktionen der Haut – übrigens dem größten Organ des Menschen – kommt es durch Infektionen, Verletzungen, Sonnenbrand oder dem Einwirken von Schadstoffen. Die Hautstammzellen setzen dann Reparaturprozesse in Gang, um die Barrierefunktion der Haut aufrecht zu erhalten und die entstandenen Wunden zu schließen. Die New Yorker Forscher gingen bei ihren Untersuchungen der Frage nach, ob es bei den Hautstammzellen, die dauerhaft in den tieferen Hautschichten verbleiben, zu Veränderungen im Verlauf des Entzündungsprozesses kommt.

 

Gedächtnisfunktion ist eine Auflockerung an bestimmten Stellen des Chromatins der Chromosomen

Versuche mit Mäusen zeigten, dass Hautwunden schneller verheilen, wenn es in der betroffenen Hautregion vor Wochen oder sogar Monaten bereits eine Entzündung gegeben hatte. Die Beschleunigung der Heilung ließ sich auf die Stammzellen zurückführen. Sie waren in der Lage, sich an die zurückliegende Verletzung zu erinnern und schneller das Reparaturprogramm abzurufen. So konnten zügiger neue Hautzellen erzeugt werden.

Das Gedächtnis der Stammzellen darf man sich jetzt allerdings nicht als eine Art Minigehirn vorstellen, indem verschiedene Notizzettel abgelegt werden. Die Gedächtnisfunktion der Stammzellen resultiert daraus, dass das Chromatin der Chromosomen an einigen Stellen aufgelockert ist. So geht die aufwändige Entwicklung des kompakten Komplexes aus DNA und Proteinen schneller. Erst durch diese Auflockerung ist es möglich, einzelne Gene anzuschalten und abzulesen. Bei den Untersuchungen zeigte sich, dass so unter anderem das Gen Aim2 schneller aktivierbar ist. Aim2 reagiert auf Entzündungen, indem es die Entzündung zunächst verstärkt. Bei diesem Prozess jedoch werden Botenstoffe freigesetzt, die wiederum andere Stammzellen anregen, in das geschädigte Gewebe einzuwandern und neue Hautzellen zu bilden.

 

An entzündlichen Erkrankungen können neben Immunzellen auch adulte Stammzellen beteiligt sein

Die Studienautoren vermuten, dass es bei entzündlichen Erkrankungen der Haut wie Schuppenflechte oder Neurodermitis zu Fehlfunktionen beim Stammzellen-Gedächtnis kommt. Gut möglich ist es auch, dass die neuentdeckten Prozesse nicht nur bei der Erneuerung der Haut eine Rolle spielen, sondern auch in der Darmwand ablaufen. Auch hier muss das Gewebe in sehr kurzen Abständen regelmäßig erneuert werden, damit der Darm seinen Aufgaben nachkommen kann. Das Gewebe der Darmwand ist ebenso ständigen Verletzungen ausgesetzt. Es ist nicht ausgeschlossen, dass nicht nur Immunzellen, sondern auch adulte Stammzellen an verschiedenen entzündlichen Erkrankungen wie Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa beteiligt sind. Verstehen die Wissenschaftler besser, wie Entzündungen die Stammzellen des umliegenden Gewebes verändern, so könnte dieses Wissen dazu führen, dass die Entstehungsprozesse von vielen Krankheiten besser verstanden und neue Therapieansätze gefunden werden. So gehört beispielsweise eine chronische Bauchspeicheldrüsenentzündung zu den Hauptrisikofaktoren für Bauchspeicheldrüsenkrebs.

 

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