Schlüssel zur Stimulierung des Haarwuchses: Molekulare Mechanismen alternder Zellen

Seneszente Zellen haben einen schlechten Ruf, da sie mit den Merkmalen des Alterns und einer Reihe von Krankheiten wie Krebs, Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Alzheimer in Verbindung gebracht werden. Aber neue Forschungen haben ergeben, dass seneszente Zellen nicht alle schlecht sind.

Zelluläre Seneszenz tritt auf, wenn Zellen aufhören sich zu teilen, aber nicht sterben und sich stattdessen im Körper anhäufen. Es ist ein normaler physiologischer Vorgang, der natürlicherweise mit dem Alterungsprozess einhergeht. Nun haben Forscher an der University of California, Irvine (UCI) die molekularen Mechanismen seneszenter Zellen in der Haut von Mäusen untersucht und herausgefunden, dass sie das Haarwachstum stimulieren können.

Die Haut enthält haarausstoßende Haarfollikel, die sich in Zyklen erneuern. Der Prozess wird durch ein Signal ausgelöst, das Haarstammzellen aktiviert, sie zur Teilung bringt und den Follikeln ermöglicht, neues Haar zu produzieren. Nach jedem Zyklus bleiben die Stammzellen inaktiv, bis der Zyklus erneut beginnt.

Die Forscher untersuchten Mäuse mit pigmentierten Hautflecken, die hyperaktivierte Stammzellen enthielten und ein beschleunigtes Haarwachstum zeigten. Diese Flecken ähneln stark dem, was beim Menschen als Nävus bezeichnet wird, eine Art von Pigmentmal, das dunkel gefärbt und haarig ist. Das Besondere an diesen haarigen Nävi ist, dass sie zwar eine große Anzahl seneszenter Pigmentzellen ansammeln, aber dennoch starkes Haarwachstum aufweisen.

Bei der Untersuchung der Hautflecken fanden die Forscher heraus, dass ihre seneszenten Pigmentzellen große Mengen eines Signalmoleküls namens Osteopontin produzierten, für das die seneszenten Haarstammzellen ein passendes Rezeptormolekül namens CD44 hatten. Wenn Osteopontin und CD44 interagierten, wurden die Stammzellen aktiviert und produzierten Haar. Mäuse, bei denen die Gene entfernt wurden, die Osteopontin oder CD44 produzieren, zeigten ein deutlich langsames Haarwachstum.

"Wir haben festgestellt, dass seneszente Pigmentzellen große Mengen an einem spezifischen Signalstoff namens Osteopontin produzieren, der normalerweise ruhende und kleinere Haarfollikel zur Aktivierung ihrer Stammzellen für starkes Wachstum von langem und dickem Haar bringt", sagte Maksim Plikus, einer der korrespondierenden Autoren der Studie. "Seneszente Zellen werden normalerweise als schädlich für die Regeneration angesehen und sollen den Alterungsprozess vorantreiben, da sie sich im Gewebe im Körper ansammeln, aber unsere Forschung zeigt eindeutig, dass zelluläre Seneszenz auch positive Auswirkungen hat."

Die Forscher untersuchten auch menschliche haarige Nävi mittels RNA-Sequenzierung und fanden signifikante Unterschiede zwischen den Nävi und der benachbarten normalen Gesichtshaut, was die Rolle von Osteopontin bei der Förderung des Haarwuchses beim Menschen bestätigt.

Die Forscher sagen, dass ihre Ergebnisse zur Entwicklung neuer Behandlungen gegen Haarausfall führen könnten, die die angeborenen Eigenschaften seneszenter Zellen nutzen.

"Unsere Ergebnisse geben neue qualitative Einblicke in die Beziehung zwischen seneszenten Zellen und den eigenen Stammzellen des Gewebes und zeigen positive Auswirkungen seneszenter Zellen auf Stammzellen der Haarfollikel", sagte Xiaojie Wang, Erstautor der Studie. "Wenn wir mehr erfahren, können diese Informationen möglicherweise genutzt werden, um neue Therapien zu entwickeln, die Eigenschaften seneszenter Zellen gezielt ansprechen und eine Vielzahl von regenerativen Störungen behandeln, einschließlich des häufigen Haarausfalls."

Die Forscher planen, ihre Forschung auszuweiten, um andere molekulare Mechanismen des Haarwuchses zu untersuchen.

"Neben Osteopontin und CD44 untersuchen wir weitere Moleküle, die in haariger Hautnevi vorhanden sind, und ihre Fähigkeit, das Haarwachstum anzuregen", sagte Plikus. "Es ist wahrscheinlich, dass unsere fortlaufende Forschung weitere potente Aktivatoren identifizieren wird."