Die Haut ist ein besonderes Organ, das uns schützt und es uns ermöglicht, die Welt um uns herum wahrzunehmen.
Die Haut besteht aus drei Schichten, die jeweils spezielle Zellen enthalten.
Für die tägliche Erhaltung und Reparatur unserer Haut werden verschiedene Stammzellen benötigt. Forscher haben Stammzellen identifiziert, die für die Bildung der Epidermis, der Haarfollikel und der Hautpigmente verantwortlich sind.
Epidermale Stammzellen werden derzeit in Kliniken verwendet, um die äußere Hautschicht (Epidermis) für Patienten mit lebensbedrohlichen Verbrennungen und genetischen Störungen zu züchten. Der Prozess ist jedoch schwierig und teuer. Darüber hinaus fehlen der transplantierten Haut bei schweren Schäden, beispielsweise durch Verbrennungen, Schweißdrüsen, Haarfollikel und Talgdrüsen (Öldrüsen).
Forscher arbeiten derzeit daran, Methoden zu entwickeln, um Haut zu züchten, die mehr normale funktionelle Bestandteile, wie zum BeispielTalgdrüsen und Haarfollikel, enthält. Dadurch werden Hauttransplantate widerstandsfähiger und sehen natürlicher aus.
Derzeit werden für die Züchtung von Epidermis im Labor in der Regel tierische Zellen als Träger für das Wachstum menschlicher Hautepidermiszellen verwendet. Dieser Ansatz hat sich zwar als sicher erwiesen, aber Forscher arbeiten intensiv an der Entwicklung von Alternativen, die keine tierischen Zellen für die Behandlung erfordern.
Forscher arbeiten auch daran, genetisch veränderte Hautstammzellen zur Behandlung von Hautkrankheiten wie Epidermolysis bullosa einzusetzen.
In letzter Zeit wurden große Fortschritte bei der Züchtung von Haut erzielt, die Bestandteile wie Haarfollikel und Drüsen enthält. Unser Körper hat jedoch viele verschiedene Hauttypen; vergleichen Sie einfach Ihre Handflächen mit Ihrer Kopfhaut. Das Züchten dieser verschiedenen Hauttypen ist eine wichtige Herausforderung, die es zu bewältigen gilt.
Die größte Herausforderung bei der Entwicklung von Hautstammzelltherapien besteht darin, Methoden zu entwickeln, die für Patienten leicht zugänglich und erschwinglich sind.
Beim Menschen und anderen Säugetieren besteht die Haut aus drei Schichten: der Epidermis, der Dermis und der Subcutis (oder Hypodermis). Die Epidermis bildet die Oberfläche der Haut. Sie besteht aus mehreren Schichten von Zellen, die Keratinozyten genannt werden. Die Dermis liegt unter der Epidermis und enthält Hautanhangsgebilde: Haarfollikel, Talgdrüsen (Öldrüsen) und Schweißdrüsen. Die Subkutis enthält Fettzellen und einige Schweißdrüsen.
Die Haut besteht aus drei Hauptschichten: der Epidermis, der Dermis und der Subcutis. Die Epidermis enthält Zellschichten, die als Keratinozyten bezeichnet werden. BL = Basalzellschicht; SL = Stachelzellschicht; GL = Körnerzellschicht; SC = Hornschicht.
Im Alltag ist Ihre Haut vielen Belastungen ausgesetzt. Sie ist beispielsweise Chemikalien wie Seife und physischen Belastungen wie Reibung durch Kleidung oder Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Die Epidermis und die Hautanhangsgebilde müssen ständig erneuert werden, damit Ihre Haut in gutem Zustand bleibt. Wenn Sie sich schneiden oder die Haut verletzen, muss sie sich außerdem effizient reparieren können, um ihre Aufgabe– Ihren Körper vor der Außenwelt zu schützen - weiterhin erfüllen zu können.
Hautstammzellen machen all dies möglich. Sie sind für die ständige Erneuerung (Regeneration) Ihrer Haut und für die Wundheilung verantwortlich. Bislang haben Wissenschaftler mehrere verschiedene Arten von Hautstammzellen identifiziert:
Einige Studien deuten auch darauf hin, dass die Dermis und die Hypodermis Stammzellen enthalten, die als MSCs bezeichnet werden. Dies ist unter Wissenschaftlern umstritten, und es sind weitere Studien erforderlich, um festzustellen, ob es sich bei diesen Zellen tatsächlich um Stammzellen handelt und welche Rolle sie in der Haut spielen.
Epidermale Stammzellen gehören zu den wenigen Stammzelltypen, die bereits zur Behandlung von Patienten eingesetzt werden. Dank einer Entdeckung von Professor Howard Green aus den USA im Jahr 1970 können epidermale Stammzellen einem Patienten entnommen, vermehrt und im Labor zu Epidermisblättern gezüchtet werden. Die neue Epidermis kann dann als Hauttransplantat wieder auf den Patienten übertragen werden. Diese Technik wird hauptsächlich eingesetzt, um Patienten mit großflächigen Verbrennungen dritten Grades zu retten. Nur wenige klinische Zentren sind in der Lage, die Behandlung erfolgreich durchzuführen, und sie ist sehr kostspielig. Außerdem ist sie keine perfekte Lösung. Mit dieser Methode kann nur die Epidermis ersetzt werden; die neue Haut hat keine Haarfollikel, Schweißdrüsen oder Talgdrüsen.
Eine der aktuellen Herausforderungen für Stammzellenforscher besteht darin, zu verstehen, wie alle Hautanhangsgebilde regeneriert werden. Dies könnte zu verbesserten Behandlungsmethoden für Verbrennungspatienten oder andere Menschen mit schweren Hautschäden führen.
Forscher arbeiten auch daran, neue Wege zur Züchtung von Hautzellen im Labor zu finden. Epidermale Stammzellen werden derzeit auf einer Schicht von Fibroblastenzellen von Nagetieren, sogenannten Feederzellen, kultiviert. Diese Zellkulturbedingungen haben sich als sicher erwiesen, aber es wäre vorzuziehen, bei der Kultivierung von Zellen, die in Patienten transplantiert werden sollen, auf tierische Produkte zu verzichten. Daher suchen Forscher nach effektiven Zellkulturbedingungen, die ohne die Verwendung von Nagetierzellen auskommen.
Wissenschaftler arbeiten auch an der Behandlung von genetischen Erkrankungen der Haut. Da Hautstammzellen im Labor kultiviert werden können, können Forscher die Zellen genetisch verändern, beispielsweise durch Einfügen einer funktionierenden Kopie eines mutierten Gens. Die korrekt veränderten Zellen können im Labor ausgewählt, gezüchtet und vermehrt und anschließend wieder in den Patienten transplantiert werden. Epidermolysis bullosa ist ein Beispiel für eine genetische Hauterkrankung, bei der Patienten von diesem Ansatz profitieren können. Derzeit wird an der Erprobung dieser Technik gearbeitet.