Molekularer Mechanismus für Entzündungen in alternder Haut identifiziert

Ein internationales Forschungsteam hat einen molekularen Mechanismus identifiziert, der die chronische Entzündung in gealterter Haut verstärkt. Mit zunehmendem Alter fördern die Proteine BMAL1 und YAP die Expression entzündungsassoziierter Gene.

Die Haut verliert im Laufe des Lebens teilweise ihre Fähigkeit zur Regeneration und Wundheilung sowie zur Aufrechterhaltung einer wirksamen Barriere gegenüber der Außenwelt. Zu den Ursachen dieser Beeinträchtigungen zählt eine niedriggradige, persistierende altersassoziierte Entzündung. Die Mechanismen, durch die diese Reaktion in Hautzellen aufrechterhalten wird, sind jedoch bislang nicht vollständig geklärt.

Eine in „Nature Aging“ publizierte Studie beschreibt nun einen molekularen Mechanismus, der diesen Prozess mit erklären könnte. Demnach verändert sich während des Alterns das Zusammenwirken der Proteine BMAL1 und YAP. Dadurch steigt in der Epidermis die Aktivität inflammatorischer Gene. Durchgeführt wurden die Untersuchungen überwiegend an Mäusen und durch Analysen humaner Hautdaten ergänzt.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Mechanismen, die normalerweise die epidermale Homöostase aufrechterhalten, während des Alterns ihre Funktion verändern und beginnen, die Entzündung zu verstärken“, erklärt Dr. Salvador Aznar Benitah, Leiter des Labors für Stammzellen und Krebs am Institute for Research in Biomedicine in Barcelona, Spanien.

Altern reprogrammiert die Genaktivität der Haut

BMAL1 ist als Bestandteil der zirkadianen Uhr bekannt, die zahlreiche Prozesse im Körper im Tagesverlauf koordiniert. YAP unterstützt Zellen dagegen bei der Anpassung an physikalische Veränderungen ihrer Umgebung. Die Studie zeigt, dass beide Proteine in der Epidermis unabhängig von zirkadianen Rhythmen zusammenwirken. In adulter Haut trägt diese Kooperation zur Bewahrung der Identität und der regelrechten Funktion von Hautzellen bei.

Im Alter führen Veränderungen der Hautsteifigkeit zusammen mit einer Zunahme inflammatorischer Signale dazu, dass sich beide Proteine an DNA-Regionen anreichern, die inflammatorische Gene regulieren, und deren Aktivität erhöhen.

Epidermale Zellen reagieren auf Interleukin-17

Der Befund knüpft an eine 2023 von demselben Labor veröffentlichte Studie an. Damals identifizierte das Team Interleukin(IL)-17 als ein zentrales inflammatorisches Signal beim Altern der Haut. Bei Mäusen verringerte eine zeitlich begrenzte Blockade dieses Proteins die persistierende Entzündung und verzögerte einige Merkmale der Hautalterung.

Die aktuelle Untersuchung zeigt, welche Prozesse in epidermalen Zellen nach Empfang dieses aus Immunzellen der Dermis stammenden Signals ablaufen. Den Experimenten zufolge trägt IL-17 zur Aktivierung von YAP bei. Wurde IL-17 bei alten Mäusen blockiert, nahmen sowohl die YAP-assoziierte Aktivität als auch die Expression der untersuchten inflammatorischen Gene ab.

„2023 haben wir IL-17 als ein zentrales Signal beim Altern der Haut identifiziert. Nun haben wir herausgefunden, wie epidermale Zellen auf dieses Signal reagieren und die Entzündung verstärken“, erklärt Erstautorin Júlia Bonjoch vom Institute for Research in Biomedicine. Der Befund verdeutlicht den Zusammenhang zwischen Alterung und Entzündung in der Haut. Im nächsten Schritt soll untersucht werden, ob sich dieser Mechanismus sicher modulieren lässt, ohne essenzielle Funktionen der Epidermis zu beeinträchtigen.

An der Studie waren auch Forschende des Max-Planck-Instituts für molekulare Biomedizin in Münster beteiligt. Gefördert wurde die Forschung unter anderem durch den Europäischen Forschungsrat und die spanische Regierung. (ins)