Mit synthetischer menschlicher Haut konnte ein Forscherteam der Universität Kopenhagen das invasive Wachstum in einem Hautkrebsmodell verhindern. Die Studie, die in Science Signaling veröffentlicht wurde, untersucht, was passiert, wenn sich eine Zelle in eine Krebszelle verwandelt.
ÜBERSICHT
Um was geht es in der Studie?
Die Forscher haben den so genannten TGF-Beta-Signalweg untersucht, einen der Signalwege der Zelle. Dieser Weg spielt eine entscheidende Rolle bei der Kommunikation der Zelle mit ihrer Umgebung und reguliert unter anderem das Zellwachstum und die Zellteilung. Wenn diese Mechanismen gestört sind, kann die Zelle krebsartig werden und in benachbartes Gewebe eindringen, erklärt Hans Wandall, Professor und Teamleiter an der Abteilung für Zellular- und Molekularmedizin der Universität Kopenhagen.
Unter normalen Bedingungen dringen Hautzellen nicht spontan in die Unterhaut ein und richten dort Schaden an. Stattdessen bilden sie eine neue Hautschicht. Wenn jedoch Krebszellen entstehen, respektieren sie die Grenzen zwischen den Hautschichten nicht mehr und beginnen, in die anderen einzudringen. Der Begriff dafür ist invasives Wachstum.
Hans Wandall und seine Kollegen haben den TGF-beta-Signalweg untersucht und Methoden entwickelt, um das invasive Wachstum zu hemmen und damit das Fortschreiten des invasiven Hautkrebses zu verlangsamen.
„Es gibt bereits eine Reihe von Medikamenten, die diese Signalwege blockieren können und die in Tests eingesetzt werden können. Mehrere von ihnen wurden in dieser Studie verwendet“, erklärt Sally Dabelsteen, Professorin an der School of Dentistry und Mitautorin der Studie.
Hans Wandall und Sally Dabelsteen haben mit Dr. Zilu Ye vom Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research und Professor Jesper V. Olsen von der Fakultät für Gesundheits- und Medizinwissenschaften zusammengearbeitet.
„Einige dieser Medikamente sind bereits am Menschen getestet worden, andere werden derzeit für andere Krebsarten geprüft. Sie könnten auch speziell für Hautkrebs getestet werden“, so Olsen.
Synthetische Haut ist das, was der menschlichen Haut am nächsten kommt.
Die künstliche Haut, die von den Forschern in der neuen Studie verwendet wurde, besteht aus menschlichen Hautzellen, die genetisch verändert wurden. Kollagenbasiertes Unterhautgewebe produziert Hautzellen. Dadurch entwickeln sich die Zellen in Schichten, ähnlich wie die menschliche Haut.
Im Gegensatz zu Mausmodellen ermöglicht das Hautmodell – ein anderer Begriff für künstliche Haut – den Forschern, relativ schnell künstliche genetische Veränderungen einzuführen und so Einblicke in die Systeme zu gewinnen, die die Entwicklung und Erneuerung der Haut unterstützen.
Auf diese Weise können sie auch andere Hauterkrankungen als Hautkrebs reproduzieren und deren Verlauf verfolgen.
Durch die Verwendung synthetischer menschlicher Haut können die Forscher die potenziell problematische Frage umgehen, ob die Ergebnisse von Mausmodellen auf menschliches Gewebe übertragen werden können oder nicht. Bisher wurden für die meisten Studien dieser Art Mäusemodelle verwendet.
„Da wir mit der künstlichen Haut näher an der menschlichen Realität sind, können wir nun feststellen, dass diese Substanzen wahrscheinlich unbedenklich sind und in der Praxis eingesetzt werden können“, erklärt Hans Wandall.
Die von den Forschern verwendete künstliche Haut ist vergleichbar mit der Haut, die in der Europäischen Union, die 2004 Tierversuche verboten hat, zum Testen von Kosmetika verwendet wird. Hans Wandall weist darauf hin, dass die künstliche Haut die Forscher daran hindert, die Wirkung eines Medikaments auf den gesamten Organismus zu testen. Seit Mitte der 1980er-Jahre verwenden Kosmetikunternehmen ähnliche Hautmodelle wie dieses.
Die Forscher können nun dank der künstlichen Haut die Wirkung untersuchen, indem sie sich auf ein einziges Organ – die Haut – konzentrieren und Einblicke in die Funktionsweise von Molekülen gewinnen und gleichzeitig feststellen, ob sie die Struktur der Haut und gesunde Hautzellen schädigen.
Quellen
- Zilu Ye, Gülcan Kilic, Sally Dabelsteen, Irina N. Marinova, Jens F. B. Thøfner, Ming Song, Asha M. Rudjord-Levann, Ieva Bagdonaite, Sergey Y. Vakhrushev, Cord H. Brakebusch, Jesper V. Olsen, Hans H. Wandall. Characterization of TGF-β signaling in a human organotypic skin model reveals that loss of TGF-βRII induces invasive tissue growth. Science Signaling, 2022; 15 (761) DOI: 10.1126/scisignal.abo2206
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