Wissenschaftler entdecken Protein, das eine Schlüsselrolle bei der Hautalterung spielt

Eine wissenschaftliche Zusammenarbeit hat herausgefunden, dass das Protein IL-17 eine Schlüsselrolle bei der Hautalterung spielt und seine vorübergehende Hemmung zu verzögerten Alterungssymptomen führt. Zukünftige Forschungen werden die Rolle von IL-17 bei Alterungsprozessen anderer Gewebe und Organe weiter untersuchen.

• Ein Forscherteam des IRB Barcelona und der CNAG identifiziert das IL-17-Protein als einen entscheidenden Faktor für die Hautalterung.
• Die Blockierung der Funktion von IL-17 reduziert den entzündungsfördernden Zustand und verzögert das Auftreten altersbedingter Merkmale in der Haut.
• In der Zeitschrift veröffentlicht NaturalterungDie Arbeit eröffnet neue Perspektiven bei der Entwicklung von Therapien zur Verbesserung der Hautalterungsgesundheit.

Ein Team von Wissenschaftlern des Instituts für biomedizinische Forschung (IRB Barcelona) hat in Zusammenarbeit mit dem Nationalen Zentrum für Genomanalyse (CNAG) herausgefunden, dass das IL-17-Protein eine zentrale Rolle bei der Hautalterung spielt. Die Studie, die von Dr. Guiomar Solanas, Dr. Salvador Aznar Benitah, beide vom IRB Barcelona, ​​und Dr. Holger Heyn vom CNAG geleitet wurde, beleuchtet einen IL-17-vermittelten Alterungsprozess bis hin zu einem entzündlichen Zustand.

Die Hautalterung ist durch eine Reihe struktureller und funktioneller Veränderungen gekennzeichnet, die nach und nach zur altersbedingten Verschlechterung und Brüchigkeit beitragen. Gealterte Haut hat eine verminderte Regenerationsfähigkeit, eine schlechte Heilungsfähigkeit und eine verminderte Barrierefunktion. In der Zeitschrift veröffentlicht NaturalterungDiese Arbeit beschreibt die Veränderungen, die verschiedene Zelltypen mit zunehmendem Alter erfahren, und identifiziert, wie einige Immunzellen in der Haut hohe Mengen an IL-17 exprimieren.

Immunfluoreszenzfärbung von IL-17 (weiß) in gealterter Mäusehaut. Bildnachweis: IRB Barcelona

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass IL-17 an verschiedenen Funktionen im Zusammenhang mit dem Altern beteiligt ist. Wir haben beobachtet, dass die Blockierung der Funktion dieses Proteins das Auftreten verschiedener mit alternder Haut verbundener Mängel verlangsamt. Diese Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten, beispielsweise einige der Symptome zu behandeln oder die Hauterholung nach einer Operation zu erleichtern“, erklärt Dr. Aznar Benitah, ICREA-Forscher und Leiter des Stammzellen- und Krebslabors am IRB Barcelona.

„Die Einzelzellsequenzierung hat es uns ermöglicht, tief in die Komplexität der Zelltypen und -zustände einzutauchen, aus denen die Haut besteht, und wie sich diese im Laufe des Lebens verändern. Wir fanden nicht nur Unterschiede in der Zusammensetzung gealterter Haut, sondern auch Veränderungen in den Zellaktivitätszuständen. Insbesondere Immunzellen zeigten spezifische altersbedingte Profile, die wir durch die gleichzeitige Analyse Tausender einzelner Zellen genau bestimmen konnten“, sagt Dr. Holger Heyn, Leiter des Labors für Einzelzellgenomik am CNAG.

Immunzellen, Entzündungen und Alterung

Neben einer Vielzahl von Epithelzellen, Haarfollikelzellen und anderen Bestandteilen beherbergt die Haut auch Immunzellen, die eine entscheidende Rolle bei der Vorbeugung von Infektionen und beim Schutz vor verschiedenen Schäden spielen.

Die Studie beschreibt, wie mit zunehmendem Alter die Präsenz einiger dieser Immunzellen, nämlich Gamma-Delta-T-Zellen, angeborene Lymphzellen und CD4+-T-Zellen, in der Haut deutlich zunimmt. Dieselben Zellen beginnen auch, sehr hohe Mengen des entzündungsfördernden Zytokins IL-17 zu exprimieren.

„Alter geht mit leichten, aber anhaltenden Entzündungen einher und ist in der Haut durch einen deutlichen Anstieg von IL-17 gekennzeichnet, was zu einer Verschlechterung der Haut führt“, erklärt Dr. Paloma Solá, Erstautorin der Arbeit, zusammen mit Dr. Elisabetta Mereu, der jetzt Forscher am Josep Carreras Leukämie-Forschungsinstitut ist.

Umkehrung der Symptome der Hautalterung

Frühere Studien hatten beschrieben, dass IL-17 mit einigen autoimmunen Hauterkrankungen wie Psoriasis zusammenhängt, und es gibt bestehende Behandlungen, die dieses Protein blockieren. Das Forscherteam untersuchte die Reaktion verschiedener Aspekte auf die Blockierung der IL-17-Aktivität, darunter Haarfollikelwachstum, transepidermaler Wasserverlust, Wundheilung und genetische Marker des Alterns. Diese vier Parameter zeigten nach der Behandlung eine Verbesserung, da sich der Erwerb dieser Alterungsmerkmale deutlich verzögerte.

„IL-17-Protein ist für lebenswichtige Körperfunktionen wie die Abwehr von Mikroben und die Wundheilung unerlässlich, daher wäre eine dauerhafte Blockierung keine Option. Wir haben beobachtet, dass seine vorübergehende Hemmung Vorteile bietet, die auf therapeutischer Ebene von Interesse sein könnten“, sagt Dr. Guiomar Solanas, assoziierter Forscher am IRB Barcelona.

Zukünftige Arbeiten der Forscher werden sich darauf konzentrieren, die Alterungsprozesse zu klären, die mit Entzündungszuständen in der Haut zusammenhängen und wie diese mit IL-17 zusammenhängen. Das Team wird sich auch mit der Frage befassen, ob IL-17 an der Alterung und dem Verfall anderer Gewebe und Organe beteiligt ist.

Referenz: „Targeting lymphoid-derived IL-17 signaling to verzögert die Hautalterung“ von Paloma Solá, Elisabetta Mereu, Júlia Bonjoch, Marta Casado-Peláez, Neus Prats, Mònica Aguilera, Oscar Reina, Enrique Blanco, Manel Esteller, Luciano Di Croce, Holger Heyn, Guiomar Solanas und Salvador Aznar Benitah, 8. Juni 2023, Naturalterung.
DOI: 10.1038/s43587-023-00431-z

Diese Forschung wurde vom Europäischen Forschungsrat (ERC), der katalanischen Regierung, dem spanischen Ministerium für Wissenschaft und Innovation, der Lilliane Bettencourt-Stiftung, der staatlichen Forschungsagentur (AEI) und dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.