Was machen (mit) mesenchymale(n) Stammzellen in der alternden Haut?

<p class="article-intro">Die Eigenschaften von Bindegewebe wie jenem der Haut werden von extrazellulärer Matrix (EZM) geprägt, die zum Großteil von mesenchymalen Zellen produziert wird. Die Zusammensetzung und Qualität der EZM beeinflusst auch Funktionalität und Vitalität von gewebsspezifischen Stammzellen, wie z.B. mesenchymalen Stammzellen (MSC). Unter pathologischen Bedingungen wie entzündlichen Prozessen, aber auch während des gesunden Alterungsprozesses ändern sich zelluläre Funktionen, dadurch die EZM und somit auch Stammzellnischen. MSC sind von besonderem Interesse, da sie aus unterschiedlichen adulten Geweben entnommen und in vitro vermehrt werden können. Sie werden heutzutage auch in unterschiedlichen klinischen Therapien von Dermatosen eingesetzt.</p> <hr /> <p class="article-content"><p>W&auml;hrend der Embryonalentwicklung vermehren sich Zellen strikt koordiniert und formen Gr&ouml;&szlig;e, Gestalt und Funktion einzelner K&ouml;rperteile und Organe. Im gesunden Erwachsenen zeigen Zellen meist ein nur geringes, wenn auch kontrolliertes Vermehrungsverhalten, wodurch Gewebe dennoch kontinulierlich restrukturiert werden. Gewebe werden dennoch kontinuierlich restrukturiert. Die entsprechende Erneuerungsrate ist gewebsspezifisch und kann im Falle von Knochengewebe bis zu 10 Jahre betragen &ndash; oder auch nur wenige Tage, wie z.B. bei der Haut.¹ Bei Verletzungen und anschlie&szlig;enden Heilungsverl&auml;ufen, insbesondere wenn dazu eine Vermehrung von Zellen notwendig ist, k&ouml;nnen kurzfristig auch zur Embryonalentwicklung vergleichbare Mechanismen wie Zellmigration und Morphogenese stattfinden. Neben beziehungsweise nach der Wundheilung k&ouml;nnten mittels komplexerer Mechanismen, wie sie eben auch in der Embryonalentwicklung ablaufen, ganze Gewebe regenerieren oder beeintr&auml;chtigte Funktionen wieder vollst&auml;ndig hergestellt werden. Mit fortschreitendem Alter scheint diese Regenerationsf&auml;higkeit jedoch zu schwinden.² Diese Feststellung korreliert mit der Beobachtung, dass sich Zellen (dazu geh&ouml;ren auch Stammzellen wie MSC), wenn sie von unterschiedlichen Spendern entnommen und unter standardisierten Kulturbedingungen vermehrt und differenziert werden, unterschiedlich verhalten.³ Stammzellen aus adultem Gewebe erfreuen sich also nicht ewiger Jugend, sondern sind ebenfalls dem k&ouml;rperlichen Alterungsprozess unterworfen.</p> <h2>Stammzellen- und Nischenalterung</h2> <p>Das Konzept der Stammzelle sieht vor, dass diese speziellen Zellen in den Geweben nicht einfach &bdquo;ruhen&ldquo;. Bei entsprechender Aktivierung, beispielsweise durch eine Verletzung, bringen sie durch asymmetrische Teilung Tochterzellen hervor, die durch schnelle Vermehrungszyklen ausreichend Zellen f&uuml;r den Regenerationsverlauf bilden k&ouml;nnen. Diese neu gebildeten Zellen m&uuml;ssen aber auch zu typischen Gewebezellen differenzieren und in den Gewebeverband funktionst&uuml;chtig integriert werden. Bildung und Integration solcher Zellen gehen oftmals mit lokalen Entz&uuml;ndungen und somit einer Aktivierung des Immunsystems einher.⁴ Das g&auml;ngige Stammzellkonzept geht nun weiter davon aus, dass gewebsst&auml;ndige Stammzellen durch die lokale Nische gesch&uuml;tzt, w&auml;hrend terminal differenzierte Gewebezellen schadenanf&auml;lliger sind. Stammzellen deuten die an anderen Zellen des Gewebes entstandenen Sch&auml;den als Signal f&uuml;r ihre eigene Aktivierung. Somit ist der Schutz durch die Nische bei gleichzeitiger Rufbereitschaft f&uuml;r das lebenslange Funktionieren von Stammzellen von entscheidender Bedeutung. Im Falle der Haut sind MSC in der Dermis aufgrund der Exposition weitaus gr&ouml;&szlig;eren Gefahren ausgesetzt als MSC in tieferen Geweben.⁵ Neben systemisch wirksamen Noxen ergibt sich eine besondere Gefahr durch ultraviolette Strahlung (UVA, UVB), die das sogenannte Photoaltern induziert. Diese besch&auml;digt in Zellen viele Biomolek&uuml;le, inklusive der DNA, was f&uuml;r die Zellen besonders gef&auml;hrlich ist. Auch die Integrit&auml;t der EZM kann nachhaltig gest&ouml;rt werden, da manche Proteine, wie die Gruppe der Elastine, im Erwachsenen kaum nachgebildet werden. &Auml;hnliche Wirkung wie UV-Strahlung haben Zigarettenrauch, Ozon, zyklische Kohlenwasserstoffe, chronische Entz&uuml;ndungen oder allergische Hautreaktionen aufgrund von ge&auml;nderter Matrixzusammensetzung, denn auch sie beschleunigen die Hautalterung. In diesem Zusammenhang werden in j&uuml;ngster Zeit auch vermehrt dermale MSC und ihre alterungsbedingten Eigenschaften untersucht.</p> <h2>Therapieans&auml;tze</h2> <p>Der direkte Einsatz von MSC f&uuml;r dermatologische Therapieformen wird zurzeit in unterschiedlichen vorklinischen und klinischen Studien erprobt. Dabei kommen sowohl in Kultur vermehrte Zellen als auch gereinigte, w&auml;hrend der Kultur von den Zellen mit bestimmten sezernierten Molek&uuml;len und Proteinen angereicherte Medien, sogenannte konditionierte Zellkultur&uuml;berst&auml;nde, zum Einsatz. Beide Formulierungen k&ouml;nnen topisch aufgebracht, aber auch infundiert werden.⁶ So konnte gezeigt werden, dass konditioniertes Medium von MSC Falten der Haut reduziert und die Feuchtigkeit der Haut auch nach hohen Dosen von UVB-Strahlung erh&ouml;ht.⁷ Die Wirkung wird der komplexen Mischung von aktiven Biomolek&uuml;len zugeschrieben, die MSC w&auml;hrend der Kultur abgeben. Einige dieser sezernierten Wirkstoffe bringen entz&uuml;ndliche Prozesse nachhaltig zum Abklingen. Wird Wundheilung mittels MSC unterst&uuml;tzt, kommt es zu einer Modulation der Immunreaktionen, wodurch fibrotische Prozesse unterdr&uuml;ckt werden. Des Weiteren werden dermale Strukturen aufgebaut, die wiederum die Regeneration der Epidermis unterst&uuml;tzen. Es ist bekannt, dass MSC-Wachstumsfaktoren spezifisch f&uuml;r die Blutgef&auml;&szlig;bildung sezernieren und so Gewebedurchblutung unterst&uuml;tzen (Abb. 1). Sie produzieren au&szlig;erdem Matrix- Metalloproteasen, die die EZM remodellieren, wodurch Zellproliferation und -migration wiederum gef&ouml;rdert wird.<br /> Aufbauend auf dem Konzept der &bdquo;Rufbereitschaft&ldquo; von Stammzellen wurde die Stimulation von MSC mit proinflammatorischen Faktoren untersucht. Diese k&ouml;nnen sich positiv auf die Stammzellvitalit&auml;t und ihre vielseitige Differenzierungskapazit&auml;t auswirken. Die Zellen werden dabei aktiviert, das Immunsystem nachhaltig zu beeinflussen.⁴ Neben vielen anderen k&uuml;rzlich initiierten Studien ist derzeit eine auf diesem Konzept basierende klinische Phase- I/II-Studie im Gange. Sie soll Ende dieses Jahres abgeschlossen werden (vergleiche laufend ClinicalTrials.gov). Ausgehend von den Erfolg versprechenden Verl&auml;ufen nach Einsatz von MSC in der Wundheilung,^8&ndash;11 versucht man nun zun&auml;chst Regionen von photogealterter Haut mittels Laser zu stimulieren. Daraufhin sollen MSC einmalig intraven&ouml;s infundiert werden. Man erwartet sich davon die zielgerichtete Einwanderung von MSC in die mit Laser gereizten Hautpartien und damit eine neuartige Methode, an gew&uuml;nschten Stellen MSC bzw. lokal abgegebene Wirkstoffe nicht nur anzureichern, sondern dadurch neues Gewebe aufzubauen.</p> <p><img src="/custom/img/files/files_datafiles_data_Zeitungen_2017_Jatros_Derma_1701_Weblinks_s14_abb1.jpg" alt="" width="1417" height="1267" /></p></p> <p class="article-footer"> <a class="literatur" data-toggle="collapse" href="#collapseLiteratur" aria-expanded="false" aria-controls="collapseLiteratur" >Literatur</a> <div class="collapse" id="collapseLiteratur"> <p>&bull; ClinicalTrials: siehe Internet-Link (URL) http://Clinical Trials.gov unter Verwendung des Identifier: NCT01771679 <strong>1</strong> Spalding KL, Bhardwaj RD, Buchholz BA et al: Retrospective birth dating of cells in humans. Cell 2005; 122(1): 133- 43 <strong>2</strong> Yun MH: Changes in regenerative capacity through lifespan. 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