Epidermales Barriere-Gen als Schlüsselfaktor der Hautimmunität

Eine Studie aus Israel zeigt: Das Keratinozyten-Gen ZNF750 steuert nicht nur die epidermale Barriere, sondern über Interleukin 34 auch den Erhalt von Langerhans-Zellen.

Forschende der Ben‑Gurion‑Universität of the Negev (BGU, Israel) haben entdeckt, dass ein Gen, das seit Langem für seine Rolle beim Aufbau der physikalischen Hautbarriere bekannt ist, zugleich eine entscheidende Funktion beim Aufbau und Erhalt der immunologischen Schutzbarriere der Haut erfüllt. Die Studienergebnisse, veröffentlicht in „Cell Reports“, beschreiben einen bisher unbekannten Mechanismus, der die Hautentwicklung mit der Immunabwehr verknüpft und neue Einblicke in die Pathophysiologie entzündlicher Hauterkrankungen wie Psoriasis und Atopische Dermatitis eröffnet.

Die Studie zeigt, dass das in Keratinozyten aktive Gen ZNF750 nicht nur für die Bildung einer intakten Epidermis notwendig ist, sondern auch für die Unterstützung und Aufrechterhaltung von Langerhans‑Zellen – spezialisierten Immunzellen der obersten Hautschicht, die als erste Abwehrlinie gegen mikrobielle Infektionen fungieren.

Hautzellen arbeiten nicht allein

Die Haut wird häufig lediglich als passive Schutzschicht betrachtet, ist jedoch zugleich ein hochaktives Immunorgan. Damit die Haut ihre Funktionen erfüllen kann, müssen Hautzellen und Immunzellen koordiniert miteinander interagieren und sich parallel entwickeln. Bisher war unklar, wie diese Abstimmung genau erfolgt.

„Unsere Studie zeigt, dass Hautzellen aktiv zur Unterstützung von Immunzellen beitragen“, erklärt Prof. Idan Cohen von der Fakultät für Gesundheitswissenschaften der BGU, einer der beiden Seniorautoren der Arbeit. „Sie errichten nicht nur eine Barriere – sie schaffen zugleich eine Mikroumgebung, die es den Immunzellen ermöglicht, zu überleben und zu gedeihen.“

Mithilfe genetisch modifizierter Mäuse schalteten die Wissenschaftler das ZNF750‑Gen gezielt in Keratinozyten aus, während Immunzellen unverändert blieben. Das Ergebnis war auffällig: Immunzellen verschwanden nahezu vollständig aus der äußeren Hautschicht. Besonders gravierend war der Verlust der Langerhans‑Zellen, die eine Schlüsselrolle in der immunologischen Überwachung einnehmen. Immunzellen in tieferen Hautschichten blieben dagegen morphologisch und funktionell erhalten.

Bemerkenswerterweise zeigten die verbliebenen Immunzellen keinerlei intrinsische Defekte – sie waren vollständig differenziert und funktionstüchtig –, doch ihnen fehlten die zur Langzeit‑Erhaltung erforderlichen Signale aus der Epidermis. „Dies zeigte uns, dass das Problem nicht in den Immunzellen selbst lag“, erläutert Prof. Roi Gazit, Ko‑Seniorautor der Studie. „Vielmehr war die Haut nicht mehr in der Lage, die notwendigen Überlebenssignale bereitzustellen.“

Das fehlende Signal: Interleukin 34

Das Forschungsteam identifizierte Interleukin 34 (IL‑34) als das zentrale Molekül, dessen Produktion durch ZNF750 gesteuert wird. IL‑34 wird von Keratinozyten sezerniert und dient als Überlebenssignal für Langerhans‑Zellen.

Fehlt ZNF750, kommt es zu einer massiven Verminderung der IL‑34‑Expression. In der Folge verlieren die Langerhans‑Zellen ihre trophische Unterstützung und gehen nach und nach zugrunde. Damit fungiert ZNF750 als koordinierendes Schlüsselmolekül, das sicherstellt, dass sich mit der Ausbildung der epidermalen Barriere gleichzeitig eine adäquate immunologische Schutzschicht etabliert.

Bedeutung für die menschliche Gesundheit

Mutationen im ZNF750‑Gen sind bereits als Ursache seltener hereditärer Keratinisationsstörungen bekannt und wurden zudem mit Psoriasis assoziiert. Auch bei der Atopischen Dermatitis ist die Zahl dieser dendritischen Zellen verringert, begleitet von einer Dysregulation der kutanen Immunität.

„Diese Erkenntnisse erklären, warum strukturelle Defekte der Hautbarriere häufig mit immunologischen Fehlfunktionen einhergehen“, erläutert Cohen. „Zudem eröffnen sie neue therapeutische Ansätze – etwa durch die Wiederherstellung zentraler Signalmoleküle wie IL‑34, um die Hautimmunität zu stabilisieren.“

Jenseits dermatologischer Erkrankungen verdeutlicht die Studie ein grundlegendes biologisches Prinzip: Gewebe entstehen und bestehen durch einen fortwährenden Dialog zwischen strukturbildenden Zellen und Immunzellen. Wird diese Kommunikation unterbrochen, kann daraus Krankheit resultieren.

Ein neuer Blick auf Barriere und Immunität

Die Ergebnisse stellen die traditionelle Vorstellung in Frage, dass physikalische Barrieren und Immunabwehr unabhängig voneinander entstehen. „Unsere Arbeit zeigt, dass ein einzelnes Gen beide Funktionen koordinieren kann“, betont Gazit. „Das ist ein eindrucksvolles Beispiel dafür, wie der Körper Form und Funktion integriert – und warum Störungen in einem Teil des Systems weitreichende Konsequenzen haben können.“ (ins)