CD-Labor für Multimodales Analytisches Imaging von Alterung und Seneszenz der Haut

Dieses CD-Labor erforscht wie Metabolismus, Kommunikation und „zelluläre Qualitätskontrolle“ in der durch Umweltstress beschleunigten Hautalterung zusammenspielen. Die Forschung wird durch Überlagerung verschiedener bildgebender chemischer, enzymatischer und immunhistologischer Verfahren ermöglicht. Außerdem wird untersucht, wie neuartige Wirkstoffe der beschleunigten Alterung entgegenwirken können.

Hautalterung ist die sichtbarste Manifestation des Alterns. Die Haut altert jedoch nicht in Isolation, sondern im Zusammenspiel mit der Umwelt und mit sich verändernden Prozessen im ganzen Körper. Sie wird laut Studien durch das „städtische Exposom“, die kombinierte Einwirkung von Umweltverschmutzung und Sonnenlicht, beschleunigt. Normale und vom städtischen Lebensstil beschleunigte Alterung der Haut betreffen den Fett- und Zuckerstoffwechsel, die Fähigkeit zur Regeneration und Kommunikation im Gewebe. Das Zusammenspiel dieser Mechanismen wird hier mit höchster optischer und (bio-) chemischer Präzision auf der Zellebene analysiert.

Experimente zu den einzelnen Alterungsprozessen in Kulturzellen oder in Gewebeextrakten bilden nicht die Zusammenhänge von Alterung, Differenzierung und Umweltstress mit dem Metabolismus ab, die im komplexen Organ Haut herrschen. Seneszente Zellen zeigen zudem Anzeichen für reduzierte Qualitätskontrolle. All diese Prozesse bilden einen Mix aus Signalstoffen (Proteine, Lipide und Nukleinsäuren), welcher die Seneszenz der Zelle in ihre „Mikroumgebung“ kommuniziert und diese damit modifiziert, wie auch Umweltstress die Mikroumgebung verändern kann.

Diese Veränderungen zu charakterisieren ist mit Einzelmethoden jedoch sehr anspruchsvoll. Dieses CD-Labor wird daher eine multimodale analytische Methode verwenden, um diese Herausforderungen bei der Analyse von Hautbiopsien und Schnitten von Hautmodellen, in denen das städtische Exposom simuliert wird, zu meistern. Es werden verschiedene Methoden in den Präparaten kombiniert, wie z.B. massenspektrometrische Bildgebung, Raman Mikrospektroskopie und Immun(fluoreszenz)histologie. Die Ergebnisse der jeweiligen Methoden werden in der Folge zusammengefügt. Dadurch entsteht ein umfassendes Abbild der seneszenten oder gestressten Zellen der verschiedenen Kompartimente der Haut und ihrer Mikroumgebung.

Abgesehen von bislang unerreichtem Grundlagenwissen zur Alterung der Haut, wird man in den Modellen zielgerichtet testen können, ob und wie Aktivstoffkandidaten für Hautpflegeprodukte den stress- und seneszenzbedingten Änderungen im Metabolismus, der Mikroumgebung, der Kommunikation oder der zellulären „Qualitätskontrolle“ entgegenwirken können.