Haarsträubende Forschung: Salk-Wissenschaftler finden überraschenden Zusammenhang zwischen Immunsystem und Haarwachstum

Haarsträubende Forschung: Salk-Wissenschaftler finden überraschenden Zusammenhang zwischen Immunsystem und Haarwachstum

Studie zeigt, wie aktuelle Behandlungen gegen Alopezie auf zellulärer Ebene wirken

LA JOLLA – Salk-Wissenschaftler haben ein unerwartetes molekulares Ziel einer gängigen Behandlung von Alopezie entdeckt, einer Erkrankung, bei der das Immunsystem einer Person ihre eigenen Haarfollikel angreift und Haarausfall verursacht. Die Ergebnisse, veröffentlicht in Nature Immunology am 23. Juni 2022 beschreiben, wie Immunzellen, sogenannte regulatorische T-Zellen, mit Hautzellen interagieren und dabei ein Hormon als Botenstoff nutzen, um neue Haarfollikel und Haarwachstum zu erzeugen.

„Regulatorische T-Zellen werden seit langem darauf untersucht, wie sie überschießende Immunreaktionen bei Autoimmunerkrankungen reduzieren“, sagt der korrespondierende Autor Ye Zheng, außerordentlicher Professor am NOMIS-Zentrum für Immunbiologie und mikrobielle Pathogenese von Salk. „Jetzt haben wir das vorgeschaltete Hormonsignal und den nachgeschalteten Wachstumsfaktor identifiziert, die tatsächlich das Haarwachstum und die Regeneration fördern, völlig unabhängig von der Unterdrückung der Immunantwort.“

Die Wissenschaftler begannen nicht mit der Untersuchung des Haarausfalls. Sie waren daran interessiert, die Rolle regulatorischer T-Zellen und Glukokortikoidhormone bei Autoimmunerkrankungen zu erforschen. (Glukokortikoidhormone sind aus Cholesterin gewonnene Steroidhormone, die von der Nebenniere und anderen Geweben produziert werden.) Sie untersuchten zunächst, wie diese Immunkomponenten bei Multipler Sklerose, Morbus Crohn und Asthma funktionieren.

Sie fanden heraus, dass Glukokortikoide und regulatorische T-Zellen bei keiner dieser Erkrankungen zusammenwirkten und eine signifikante Rolle spielten. Daher dachten sie, sie hätten mehr Glück, wenn sie sich Umgebungen ansehen würden, in denen regulatorische T-Zellen besonders viele Glukokortikoidrezeptoren (die auf Glukokortikoidhormone reagieren) exprimieren, beispielsweise im Hautgewebe. Die Wissenschaftler verursachten Haarausfall bei normalen Mäusen und bei Mäusen, denen Glukokortikoidrezeptoren in ihren regulatorischen T-Zellen fehlten.

„Nach zwei Wochen sahen wir einen merklichen Unterschied zwischen den Mäusen – die normalen Mäuse ließen ihre Haare nachwachsen, aber die Mäuse ohne Glukokortikoidrezeptoren konnten das kaum“, sagt Erstautor Zhi Liu, Postdoktorand im Zheng-Labor. „Es war sehr beeindruckend und zeigte uns die richtige Richtung für die Zukunft.“

Die Ergebnisse legen nahe, dass eine Art Kommunikation zwischen regulatorischen T-Zellen und Haarfollikel-Stammzellen stattfinden muss, um die Haarregeneration zu ermöglichen.

Mithilfe verschiedener Techniken zur Überwachung der multizellulären Kommunikation untersuchten die Wissenschaftler anschließend, wie sich die regulatorischen T-Zellen und Glukokortikoidrezeptoren in Hautgewebeproben verhalten. Sie fanden heraus, dass Glukokortikoide die regulatorischen T-Zellen anweisen, Haarfollikel-Stammzellen zu aktivieren, was zum Haarwachstum führt. Dieses Übersprechen zwischen den T-Zellen und den Stammzellen beruht auf einem Mechanismus, durch den Glukokortikoidrezeptoren die Produktion des Proteins TGF-beta3 induzieren, alles innerhalb der regulatorischen T-Zellen. TGF-beta3 aktiviert dann die Haarfollikel-Stammzellen, um sich in neue Haarfollikel zu differenzieren und so das Haarwachstum zu fördern. Zusätzliche Analysen bestätigten, dass dieser Weg völlig unabhängig von der Fähigkeit regulatorischer T-Zellen war, das Immungleichgewicht aufrechtzuerhalten.

Allerdings produzieren regulatorische T-Zellen normalerweise nicht TGF-beta3, wie sie es hier taten. Als die Wissenschaftler Datenbanken durchsuchten, stellten sie fest, dass dieses Phänomen bei verletztem Muskel- und Herzgewebe auftritt, ähnlich wie bei der Haarentfernung in dieser Studie eine Verletzung des Hautgewebes simuliert wurde.

„Bei akuter Alopezie greifen Immunzellen das Hautgewebe an und verursachen Haarausfall. Die übliche Abhilfe besteht darin, Glukokortikoide zu verwenden, um die Immunreaktion der Haut zu hemmen, damit sie die Haarfollikel nicht weiter angreifen“, sagt Zheng. „Die Anwendung von Glukokortikoiden hat den doppelten Vorteil, dass sie die regulatorischen T-Zellen in der Haut dazu anregt, TGF-beta3 zu produzieren, was die Aktivierung der Haarfollikel-Stammzellen stimuliert.“

Diese Studie ergab, dass regulatorische T-Zellen und Glukokortikoidhormone nicht nur Immunsuppressiva sind, sondern auch eine regenerative Funktion haben. Als nächstes werden sich die Wissenschaftler andere Verletzungsmodelle ansehen und regulatorische T-Zellen aus verletztem Gewebe isolieren, um erhöhte Spiegel von TGF-beta3 und anderen Wachstumsfaktoren zu überwachen.

Diese Arbeit wurde durch ein NOMIS-Stipendium und die NOMIS Foundation, das National Institute of Health (NCI CCSG P30-014195, NIA P01-454 AG073084, NIA-NMG RF1-AG064049, NIA P30-AG068635, R01-AI107027, R01-AI1511123) unterstützt , R21-AI154919 und S10-OD023689), der Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust, die Crohn's and Colitis Foundation, das National Cancer Institute und Salk's Cancer Center Core Facilities (P30-CA014195).

Weitere Autoren waren Xianting Hu, Yuqiong Liang, Jingting Yu und Maxim N. Shokhirev von Salk; und Huabin Li von der Fudan-Universität in Shanghai.

DOI: 10.1038/s41590-022-01244-9