Die Oberhaut ist unser wichtigster Schutz vor der Außenwelt. Unsere Fähigkeit zu überleben, hängt davon ab, dass sie intakt bleibt. Damit diese Barriere aufrecht erhalten werden kann, muss jede einzelne Zelle wissen, was sie tut. Besonders schwierig ist dies in der Haut, die sich ständig selbst erneuert.
Der Prozess, der dahinter steckt, ist bisher wenig verstanden. Entscheidend für die Bildung der Barriere sind besonders enge Verbindungen zwischen den Zellen. Die sogenannten „tight junctions“ verschließen den Zellzwischenraum und kontrollieren den Transport von Molekülen. Die Anlage für die tight junctions findet sich in allen Schichten der Haut, ausgebildet werden sie dennoch nur in der äußersten Schicht.
„Warum das so ist, war bisher ein Rätsel,“ so Matthias Rübsam, Hauptautor der Studie. „Mit neuen Mikroskopieverfahren konnten wir zeigen, dass der Rezeptor für einen bekannten Wachstumsfaktor, EGF, bei der Bildung der Barriere eine wichtige Rolle spielt. Eigentlich ist er für die Zellteilung zuständig ist und wurde bisher nur in den unteren Hautschichten beschrieben.“
Störung des Gleichgewichts
Ein weiterer Aspekt hat mit einem neueren Feld der Zellforschung zu tun, der Mechanobiologie. „Ähnlich wie bei einer Zugkupplung, können auch die Zellen über Verbindungen untereinander spüren, ob Zug oder Druck auf ihnen lastet,“ führt der Wissenschaftler weiter aus. „Diese Kopplung löst dann ein Signal aus, das den Rezeptor beeinflusst. Das Zusammenspiel des Kopplungsmechanismus, des Rezeptors und der Barrieremoleküle muss im Gleichgewicht sein.“
Eine Störung dieses Gleichgewicht könnte verschiedene, bekannte Hautkrankheiten wie Neurodermitis oder Schuppenflechte auslösen. Die neue Erkenntnis, dass die Kopplungsmechanik und der Rezeptor zu dem Gleichgewicht beitragen, gibt einen Hinweis darauf, warum gängige, gegen den Rezeptor gerichtete Anti-Tumor-Therapien, starke Nebenwirkungen in der Haut auslösen.
Mit diesem Wissen könnten die Folgen von Tumortherapien verbessert werden. Die Studie wurde in enger Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern des Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns (Sara Wickström) und Universitäten in Yale (Aaron Mertz) und Tokyo (Masayuki Amagai, Akiharu Kubo) an Mäusen mit Defekten an der Hautbarriere durchgeführt.
Quelle: Universität zu Köln
Originalpublikation: Carien M. Niessen et al.; E-cadherin integrates mechanotransduction and EGFR signaling to control junctional tissue polarization and Tight Junction positioning; Nature Communications, 2017; DOI: 10.1038/s41467-017-01170-7
