Neues Kultursystem zur Untersuchung des Hautmikrobioms

Ein neues Kultursystem eines Forschungsteams aus Japan ermöglicht es, mehrere Bakterien gemeinsam zu kultivieren und ihre Wechselwirkungen zu untersuchen.

Die Zusammensetzung des Hautmikrobioms hat erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheit der Haut. Ein Gleichgewicht zwischen den verschiedenen Bakterienarten auf der Haut ist oft gleichbedeutend mit einer gesunden Haut. Der Verlust eines ausgewogenen Hautmikrobioms kann zu Krankheiten wie Atopischer Dermatitis, Akne und Psoriasis führen. Da das Mikrobiom der Haut je nach Alter, Geschlecht, Klima und Beruf des Einzelnen variieren kann, ist das Verständnis seiner Zusammensetzung von entscheidender Bedeutung für die Identifizierung von Bakterien, die Hautkrankheiten verursachen.

Die Kultivierung der Hautmikrobiota im Labor kann sich aus verschiedenen Gründen als schwierig erweisen. In einer aktuellen Studie, die in der Fachzeitschrift „Alternatives to Animal Testing and Experimentation“ veröffentlicht wurde, gingen Forschende auf die Einschränkungen bei der Kultivierung der Hautmikrobiota ein, indem sie ein Kultursystem entwickelten, das die Kultivierung verschiedener Hautbakterienarten im Labor ermöglicht.

Co-Kultur erlaubt Untersuchung der Wechselwirkung

„Wir haben das erste komplexe Kultursystem entwickelt, das mehrere einheimische Hautbakterien in einem ausgeglichenen Zustand kultivieren kann. Eine detaillierte Analyse der Biologie der Hautbakterien, die den Zustand der menschlichen Haut beeinflussen, ist nun möglich. In Zukunft kann das System in der Forschung und Entwicklung von Kosmetika und Medikamenten für zahlreiche Hautkrankheiten eingesetzt werden“, erklärt Associate Professor Yuuki Furuyama von der Tokyo University of Science.

Da es schwierig ist, die Mikrobiota der Haut im Labor zu kultivieren, haben Forschende traditionell die Metagenomanalyse zu ihrer Untersuchung verwendet – ein Ansatz, bei dem das kombinierte Genom aller Bakterien einer Gemeinschaft extrahiert wird. Die metagenomische Analyse kann zwar nützliche Erkenntnisse liefern, ist aber möglicherweise nicht geeignet, um die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Arten aufzudecken.

Das neu geschaffene Wachstumsmedium „TUS Skin Bacteria Co-culture (TSBC)“ kann es Forschenden ermöglichen, mehrere Bakterien gemeinsam zu kultivieren und ihre Wechselwirkungen zu untersuchen. In der Studie kultivierten die Forschenden erfolgreich vier Hautbakterien: Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus capitis, Cutibacterium acnes und Corynebacterium tuberculostearicum. Sie stellten fest, dass die bakterielle Zusammensetzung in der im Labor gezüchteten Gemeinschaft ausgewogen war und den auf der Haut vorkommenden Bakterien ähnelte.

„Die Forschung über die einheimische Mikrobiota der Haut hat sich hauptsächlich auf die metagenomische Analyse konzentriert, die keine Kulturmethoden beinhaltet, oder auf die Analyse einzelner Bakterien in Reinkultur. Da jedoch in der tatsächlichen Hautumgebung eine Vielzahl von Bakterien miteinander interagieren, hielten wir ein Modellkultursystem für notwendig, das die Interaktionsbeziehungen reproduziert“, so Furuyama.

Studium verschiedener Einflussfaktoren

Das Mikrobiom der Haut ist hochgradig individuell und kann sogar zwischen verschiedenen Bereichen der Haut ein und derselben Person variieren. Hauteigenschaften wie Talggehalt, Feuchtigkeit und Trockenheit beeinflussen alle die Zusammensetzung der Mikrobiota. Diese neue Co-Kulturtechnik eröffnet Möglichkeiten zu untersuchen, wie interne und externe Faktoren, einschließlich Hautpflegeprodukte, das Mikrobiom an verschiedenen Hautstellen beeinflusst. Darüber hinaus kann die künftige Forschung untersuchen, wie sich Hautpflegeroutinen auf die Mikrobiota bei verschiedenen Ethnien und Hauttypen auswirken.

Da Hautempfindlichkeit und Erkrankungen wie Ekzeme aufgrund von Faktoren wie Klimawandel und Umweltstress weiter zunehmen, bietet ein ganzheitlicheres Verständnis des Ungleichgewichts der Mikrobiota einen Weg zu neuen Behandlungsmöglichkeiten. Durch die gezielte Beeinflussung können Forscher möglicherweise maßgeschneiderte, präventive Lösungen entwickeln, die eine gesündere, widerstandsfähigere Haut unterstützen.