SerpinB3 beschleunigt Regeneration verletzter Haut

Forschende der Arizona State University haben entdeckt, dass SerpinB3 eine zentrale Rolle im natürlichen Wundheilungsprozess des Körpers spielt. Ihre Erkenntnisse könnten zu verbesserten Therapien für schlecht heilende Wunden führen.

Wenn bei Blutuntersuchungen erhöhte SerpinB3-Werte festgestellt werden, kann dies auf ernsthafte gesundheitliche Probleme hinweisen, von schwer behandelbaren Krebserkrankungen bis hin zu schweren Entzündungszuständen.

SerpinB3 ist ein wichtiges Protein, das anzeigt, wenn Barrieregewebe des Körpers, wie Haut oder Lunge, durch Krebs oder chronische Erkrankungen stark belastet sind. Neue Forschungen der Arizona State University zeigen jedoch, dass SerpinB3, das lange Zeit als Krankheitsmarker bekannt war, auch eine natürliche Rolle im Körper hat: Es unterstützt die Wundheilung. In einer aktuellen Studie entdeckten die Forschenden, dass SerpinB3 Teil des natürlichen Wundheilungsarsenals des Körpers ist und die Hautregeneration nach Verletzungen fördert.

Die Forschung eröffnet neue Möglichkeiten: Eine Steigerung der SerpinB3-Aktivität könnte die Wundheilung verbessern, während das Blockieren des Proteins einen Ansatz zur Bekämpfung aggressiver Krebserkrankungen bieten könnte. Die Befunde könnten auch SerpinB3s Rolle bei entzündlichen Erkrankungen, von Hauterkrankungen bis zu Asthma, erklären. Die Studienergebnisse wurden in „Proceedings of the National Academy of Sciences“ veröffentlicht.

Von der Grundlagenforschung zur Anwendung

Serpine regulieren wichtige Prozesse wie Blutgerinnung und Immunüberwachung im Körper, wobei einige Serpine eine offensichtliche Rolle bei der Balance zwischen Gewebeabbau und -reparatur spielen. „Als wir tiefer untersuchten, wie unsere bioaktiven Nanomaterialien die Gewebereparatur unterstützten, fiel uns SerpinB3 auf, ein Protein, das ursprünglich mit Krebs in Verbindung gebracht wurde und das mit der Wundheilung durch Nanomaterialien korrelierte“, sagte Kaushal Rege vom Biodesign Centers for Biomaterials Innovation and Translation, Tempe (USA).

„Diese Reise, die bei anwendungsorientierter Grundlagenforschung über Biomaterialien zum Reparieren von Gewebe begann und uns zum fundamentalen Verständnis der Funktion dieses Proteins als Verletzungsreaktionsmechanismus in der Haut führte, war wirklich faszinierend. Jetzt bauen wir auf dieser Erkenntnis auf und erforschen die Rolle von SerpinB3 bei weiteren pathologischen Zuständen.“

Die doppelte Identität von SerpinB3

Viele Serpine stehen in Zusammenhang mit Krankheiten, wenn ihr Gleichgewicht gestört ist, und zeigen sich bei Entzündungen, Fibrosen und Krebs. Ein Mitglied dieser Familie, SerpinB3, wird seit Langem in der Krebsdiagnostik als Marker für aggressive Erkrankungen genutzt. SerpinB3 wurde erstmals 1977 in Gebärmutterhalskrebs entdeckt. Es wird seit Langem als Biomarker für aggressive Tumorerkrankungen in Lunge, Leber und Haut eingesetzt, wobei hohe Spiegel mit schlechter Prognose assoziiert sind.

„Seit über vier Jahrzehnten ist SerpinB3 als Förderer von Tumorwachstum und Metastasierung bekannt – so sehr, dass es ein klinischer Diagnostikmarker wurde. Dennoch blieb seine normale Funktion im Körper lange unbekannt“, erklärte Jordan Yaron vom Biodesign Centers for Biomaterials Innovation and Translation. „Aber als wir verletzte, heilende Haut untersuchten, stellten wir fest, dass Zellen, die in das Wundbett einwanderten, enorme Mengen dieses Proteins produzierten. Es wurde klar, dass dies Teil der von Menschen entwickelten Mechanismen zur Heilung von Epithelverletzungen ist – ein Prozess, den Krebszellen für ihre Ausbreitung zu nutzen gelernt haben. Dies öffnet nun Türen zum Verständnis der Beteiligung dieses Proteins an zahlreichen Erkrankungen.“

Wie SerpinB3 den Wundverschluss unterstützt

Durch die Analyse der während der Heilung aktivierten Gene fanden die Forschenden heraus, dass SerpinB3 in verletzter Haut stark ansteigt. Der Anstieg war besonders ausgeprägt in Wunden, die mit fortschrittlichen Biomaterialverbänden behandelt wurden, basierend auf früherer Forschung der Gruppe, die zeigte, wie solche Materialien die körpereigenen Reparatursignale verstärken können.

In Labortests beschleunigte zusätzliches SerpinB3 die Wanderung von Hautzellen und die Wundabdeckung, ähnlich effektiv wie ein bekannter Heilungsförderer, der epidermale Wachstumsfaktor. SerpinB3 wirkt, indem es Keratinozyten aktiviert. Aktivierte Keratinozyten werden weniger anhaftend und beweglicher, sodass sie in die Wunde einwandern und Gewebe neu aufbauen können. Das Protein unterstützt auch die natürlichen Reparaturnetze des Körpers, steuert Heilung und Gewebeneubildung. Behandelte Wunden zeigten besser geordnete Kollagenfasern, die als Stützstruktur dienen und die Festigkeit sowie Integrität der Haut wiederherstellen.

Auswirkungen auf die medizinische Versorgung

Die Forschenden betonen, dass noch weitere Untersuchungen nötig sind, um die Rolle von SerpinB3 im komplexen Heilungssystem des Körpers vollständig zu verstehen. Da SerpinB3 die Reparatur beschleunigt, könnte es künftig als Therapie für hartnäckige Wunden wie Dekubitus oder andere langsam heilende Ulzera eingesetzt werden.

Durch das Aufzeigen der „doppelten Rolle“ von SerpinB3 bietet die Studie neue Einblicke in die körpereigenen Reparatursysteme mit Potenzial für verbesserte Wundbehandlungen und neuartige Ansätze zur Bekämpfung von Krebs. (ins)