Labo Online - Analytic, Labortechnik, Life Sciences
Home> Life Sciences> Zell- und Mikrobiologie>

Wundheilung - Ein Reißverschluss aus Hautzellen

WundheilungEin Reißverschluss aus Hautzellen

Jede Wunde muss sich schließen, damit wir nicht verbluten oder uns eine Infektion zuziehen. Wie die Hautzellen die offenen Stellen in der Haut verschließen, war über viele Jahre nicht bekannt.

sep
sep
sep
sep
Hautzellen

Wissenschaftler der Goethe Universität Frankfurt haben nun zusammen mit Kollegen des European Molecular Biology Laboratory (EMBL) und der Universität Zürich die Fusion der Hautzellen auf molekularer Ebene untersucht. Sie verhalten sich dabei wie ein molekularer Reißverschluss, berichten die Forscher in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature Cell Biology”.

Als Modellsystem wählten Mikhail Eltsov und Kollegen Embryonen von Fruchtfliegen. Ähnlich wie der Mensch haben diese während ihrer Entwicklung auf ihrem Rücken eine große Hautöffnung, die sie schließen müssen, um weiter wachsen zu können. Den Prozess nennt man „Zipping”, da die zwei Seiten der Haut ähnlich wie ein Reißverschluss geschlossen werden.

Um zu erforschen, wie der Hautverschluss genau vor sich geht, verwendeten die Wissenschaftler eines der besten Elektronenmikroskope. „Mit unserem Elektronenmikroskop können wir die molekularen Komponenten in der Zelle sehen. Sie arbeiten wie kleine Maschinen daran, die Haut zu verschließen. Aus einigem Abstand betrachtet sieht es aus, als ob die Hautzellen einfach miteinander verschmelzen; wenn wir aber hinein zoomen, wird deutlich, dass Zell-Membranen, molekulare Maschinen und andere zelluläre Komponenten beteiligt sind”, erklärt Mikhail Eltsov von der Goethe-Universität.

Anzeige

„Man benötigt ein sehr hoch aufgelöstes Bild des Vorgangs, um dieses Heilungsorchester sichtbar zu machen. Wir haben zu diesem Zweck eine enorme Anzahl von Daten aufgenommen, weit mehr, als bei allen bisherigen Studien”, sagt Mikhail Eltsov.

Als erstes beobachteten die Forscher, dass Zellen ihre gegenüber liegenden Nachbarn aufspüren. Haben sie ihn gefunden, entwickeln sie als nächstes einen molekularen Klettverschluss (eine Adhäsionsverbindung), die sie fest mit dem Gegenüber verbindet. Die neue und unerwartete Entdeckung dieser Studie war, dass kleine Protein-Röhrchen in der Zelle, die Mikrotubuli, sich an den molekularen Klettverschluss heften und anschließend selbst auflösen. Das führt dazu, dass sich die gesamte Haut zum Wundbereich hin zieht und sich über die offene Hautstelle ausbreitet wie eine Decke.

Damian Brunner, der das Team an der Universität Zürich leitete, hat viele Untersuchungen mit genetisch veränderten Fruchtfliegen gemacht, um herauszufinden, welche Komponenten an dem Verschluss der Hautöffnung beteiligt sind. Zur großen Überraschung der Wissenschaftler bilden Mikrotubuli, die an der Zellteilung beteiligt sind, das Hauptgerüst für das „Zipping”. Das deutet darauf hin, dass es sich um einen von der Evolution konservierten Mechanismus handelt.

„Sehr erstaunlich war auch die enorme Plastizität der Membranen bei diesem Vorgang, die zur schnellen Heilung der Hautöffnung beitrug. Wenn fünf bis zehn Zellen ihren entsprechenden Nachbarn gefunden haben, sieht die Wunde bereits verschlossen aus”, sagt Achilleas Frangakis von der Goethe Universität Frankfurt, der wissenschaftliche Leiter der Studie.

Die Wissenschaftler hoffen, dass diese Studie neue Wege für das Verständnis der epithelialen Plastizität eröffnen wird. Für sie ist es auch von Interesse, die strukturelle Organisation der Adhäsionsverbindungen zu verstehen. Dafür erhielten sie bereits einen ERC starting grant des Europäischen Forschungsrats.

Publikation:
Eltsov, Dubé, Yu, Pasakarnis, Haselmann-Weiss, Brunner und Frangakis: Quantitative analysis of cytoskeletal reorganisation during epithelial tissue sealing by large-volume electron tomography, in: Nature Cell Biology. DOI 10.1038/ncb3159.

Informationen:
Prof. Achilleas Frangakis
Institut für Biophysik, Exzellenzcluster Makromolekulare Komplexe
Campus Riedberg
achilleas.frangakis@biophysik.org

Anzeige
Diesen Artikel …
sep
sep
sep
sep
sep

Weitere Beiträge zum Thema

Nanocellulose

Naturstoffe in Nanocellulose gepacktNeue Ansätze in der Wundheilung

In einem Forschungsverbund sollen neue Therapieansätze zur Behandlung von chronischen Wunden entwickelt werden. Gesetzt wird auf die Kombination von Naturstoffen und deren Derivate mit dem innovativen und ebenfalls natürlichen Trägermaterial „bakterielle Nanocellulose“.

…mehr
Schematische Darstellung lebender Schäume basierend auf funktionalen Riesenliposomen, die verschiedene Proteine zur Kommunikation und Anhebung untereinander sowie zur individuellen Kontraktion tragen. Riesenliposomen können einen Durchmesser von einem Zehntel Millimeter erreichen. (Grafik: Dr. Tabea Oswald)

VolkswagenStiftung fördert Projekt „Living...Lebende Schäume beschleunigen Wundheilung

Im Rahmen der Initiative „Leben? – Ein neuer Blick der Naturwissenschaften auf die grundlegenden Prinzipien des Lebens“ fördert die VolkswagenStiftung ein Gemeinschaftsprojekt von Wissenschaftlern des Göttingen Campus und aus Heidelberg zur Erforschung lebender Schäume.

…mehr

Sonderforschungsbereich „Matrix-Engineering"Gewebe-Ingenieure wollen Verletzungen schneller heilen lassen

So heilsbringend Implantate oder Transplantationen von Haut- oder Knochengewebe nach einer Verletzung sind, so langwierig ist oft der Heilungsprozess danach. Der Sonderforschungsbereich „Matrix-Engineering" mit Beteiligung der Universität Leipzig sucht daher nach Methoden, diesen Prozess mit Hilfe von körpereigenen Botenstoffen zu beschleunigen.

…mehr
Medizintechniklösung PlasmaDerm

Therapie von Wunden und HautkrankheitenPlasma fördert Wundheilung

Hauterkrankungen machen vielen Menschen zu schaffen. Ein häufiges Problem sind offene Wunden – vor allem ältere Menschen sind betroffen. Die neue medizintechnische Lösung PlasmaDerm setzt Plasma ein, damit die Verletzungen schneller heilen.

…mehr
Infarktgebiet

HerzinfarktforschungGen reguliert den Heilungsverlauf

In der Folge eines Herzinfarktes sterben Teile des Herzmuskels ab und werden durch eine Bindegewebsnarbe ersetzt. Deren Ausbildung und Stabilität ist entscheidend für das Überleben von Patienten mit einem akuten Herzinfarkt.

…mehr
Anzeige

Bildergalerien bei LABO online

Anzeige

Jetzt den LABO Newsletter abonnieren

LABO Newsletter abonnieren

Der kostenlose LABO Newsletter informiert Sie wöchentlich über neue Produkte, Lösungen, Technologietrends und Innovationen aus der Branche sowie Unternehmensnachrichten und Personalmeldungen.

Anzeige
Anzeige

Mediaberatung