27. 04. 2007

Wundheilung - Forscher identifizieren Schlüsselfunktion eines Moleküls

Die Haut ist das größte Organ des Menschen. Sie schützt ihn vor Umwelteinflüssen und Krankheitserregern, sie regelt den Wärmehaushalt und schützt ihn vor Austrocknung.

Sie erneuert sich beim Menschen rundherum etwa einmal im Monat, indem sie ständig die abgestorbenen Zellen auf der Hautoberfläche abstößt und durch neue, aus der untersten Schicht der Oberhaut nach oben gewanderte Zellen ersetzt. Bei Hautverletzungen ist dieser Prozess beschleunigt, damit sich die Wunden rasch schließen und keine Krankheitskeime ins Körperinnere dringen. Forscher des Max-Delbrück-Centrums für Moleklulare Medizin (MDC) Berlin-Buch haben jetzt zeigen können, dass das Signalmolekül c-Met, das in der Embryonalentwicklung Zellwachstum und Zellwanderung steuert, auch eine Schlüsselrolle bei der Wundheilung der Haut spielt.

Fehlt c-Met in Hautzellen, kann sich kein neues Gewebe bilden und die Wunde verschließen. Die Arbeit von JolantaChmielowiec, Doktorandin von Prof. Walter Birchmeier, und Prof. Carmen Birchmeier ist jetzt im Journal of Cell Biology (Vol. 177, Nr. 1, pp. 151 - 162, 2007)* erschienen.

Bei einer Verletzung der Haut bildet sich zunächst quasi als Erste-Hilfe-Maßnahme Wundschorf, der die Wunde nach außen abdichtet, damit keine Keime ins Innere gelangen. Vom Wundrand her wandern anschließend Hornzellen (Keratinozyten) über die Wunde. Sie teilen sich besonders schnell und bilden rasch neues Hautgewebe, das innerhalb kurzer Zeit die Wunde abdeckt. Dieses sehr stark wachsende Gewebe, das hyperaktive Epithel, füllt die Wunde auch mit neuen Hautzellen auf, so dass sich schließlich neues Gewebe bildet, das den Wundschorf ersetzt.

Diesen Wanderungsprozeß vom Wundrand her, steuert das Signalmolekül c-Met. Es ist ein Rezeptormolekül, das auch auf der Hülle von Hautzellen sitzt, und dessen Rolle in der Entwicklungsbiologie das Labor von Prof. Carmen Birchmeier in den vergangenen Jahren intensiv erforscht hat. Mitspieler von c-Met ist ein Wachstumsfaktor, Hepatocyte Growth Factor/Scatter Factor (HGF/SF) genannt, weil er bei der Leber, einem Organ, das sich nach Verletzungen besonders rasch regeneriert, als Wachstumsfaktor für Leberzellen (Hepatozyten) entdeckt worden ist. Dieser Faktor spielt auch in der Krebsforschung als "Streufaktor" (Scatter Factor) eine grosse Rolle, wie Prof. Walter Birchmeier und seine Mitarbeiter mehrfach zeigen konnten.

Das Duo HGF/SF und c-Met regelt ganz entscheidend die Zellwanderung und wird nicht nur in der Leber, sondern auch in der Lunge, den Nieren und dem Herzen verstärkt ausgeschüttet, wenn diese Organe verletzt sind. Das ist auch bei Hautwunden der Fall, wie die MDC-Forscher jetzt zeigen konnten. HGF/SF und c-Met werden dabei verstärkt von dem hyperaktiven Hautgewebe ausgeschüttet. Dieses Gewebe puscht also selbst sein Wachstum. Während c-Met aber normalerweise sowohl in der Haut als auch in den Haarfollikeln vorkommt und bei Wunden verstärkt im hyperaktiven Epithel ausgeschüttet wird, ist HGF/SF vor einer Verletzung in den Haarfollikeln nachweisbar, nicht aber in der Haut. Erst nach einer Verletzung ist HGF/SF in der Haut aktiv, und dann vor allem an den Wundrändern des hyperaktiven Epithels.

Die MDC-Forscher hatten mit einer bestimmten Technik das Gen für c-Met in Mäusen gezielt ausgeschaltet. Sie stellten dabei fest, dass Mäuse, deren Hautzellen kein c-Met mehr bilden, bei Hautverletzungen keine neue Haut aufbauen. Bei den Mäusen, die noch über einige Hautzellen mit aktiven c-Met verfügen, weil diese Zellen der genetischen Veränderung entkommen sind, ist die Wundheilung nicht blockiert. Sie tritt aber verspätet ein und dauert doppelt solange wie im Normalfall. Das heisst, nur die Hautzellen mit aktivem c-Met können das rasch wachsende und damit rasch schützende neue Gewebe zum Verschluß einer Hautwunde aufbauen.

*c-Met is essential for wound healing in the skin

Jolanta Chmielowiec (1), Malgorzata Borowiak (2), Markus Morkel (1), Theresia Stradal (3), Barbara Munz (4), Sabine Werner (5), Jürgen Wehland (3), Carmen Birchmeier (2) , Walter Birchmeier (1)

1 Department of Cancer Biology, Max-Delbrück-Center for Molecular

Medicine, Robert Rössle Strasse 10, 13125 Berlin, Germany

2 Department of Neuroscience, Max-Delbrück-Center for Molecular

Medicine, Robert Rössle Strasse 10, 13125 Berlin, Germany

3 Department of Cell Biology, Helmholtz Centre for Infection Research,

Mascheroder Weg1, D-38124 Braunschweig, Germany

4 Institute of Physiology, CharitéMedical University Berlin, Arnimallee

22, 14195 Berlin, Germany

5 Institute of Cell Biolog, ETH Zürich, Hönggerberg, CH-8093 Zürich,

Switzerland

6 Present address: Max-Planck-Institute for Molecular Genetics,

Ihnestraße 73, 14195 Berlin, Germany

Quelle: Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC)

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