Die Rolle von Melatonin bei der Seneszenz/Hautalterung

• Antragsteller: Privatdozent Konrad Kleszczynski, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Dermatologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 516216077

Zelluläre Seneszenz ist ein irreversibler Wachstumsstillstand, der als Folge verschiedener schädlicher intrinsischer und extrinsischer Einflüsse auftritt. Darunter fallen DNA-Schäden, Telomerverkürzungen und -funktionsstörungen sowie onkogener Stress. Seneszente Zellen haben eine pleiotrope Wirkung auf die Entwicklung, die Gewebealterung und –regeneration, die Entzündung, die Wundheilung und die Tumorunterdrückung. Strategien zur Beseitigung seneszenter Zellen aus alterndem Gewebe können Gewebedysfunktionen verzögern und zu einer längeren Lebenserwartung führen. Die menschliche Haut ist das größte Organ des Körpers und besteht aus verschiedenen Zelltypen und Kompartimenten. Sie bildet eine physikalische Barriere gegenüber schädlichen Mikroben und Toxinen und schützt vor UV-Strahlung. Es gibt Hinweise darauf, dass sich seneszente Zellen in zeitlich gealterter und lichtgealterter Haut ansammeln und zu altersbedingten Hautveränderungen und – pathologien beitragen können. Da die Gesundheit der Haut als einer der wichtigsten Faktoren für das allgemeine Wohlbefinden und das allgemeine Gesundsein gilt, zielt das vorliegende Forschungsprojekt darauf ab, die modulierende Wirkung von Melatonin auf die zelluläre Seneszenz der Haut zu untersuchen. Melatonin, ein evolutionäres Derivat von Serotonin mit hormonellen Eigenschaften ist das wichtigste neuroendokrine Sekretionsprodukt der Zirbeldrüse. Es reguliert die zirkadiane Rhythmik und antioxidative, entzündungshemmende und antitumorale Eigenschaften. Bis heute ist nur wenig über die genauen Auswirkungen von Melatonin auf die zelluläre Seneszenz von Keratinozyten, Fibroblasten und Melanozyten bekannt. Ob der Melatoninmetabolismus während der Hautalterung beeinträchtigt wird, z.B. durch eine verringerte Melatoninbildung und eine verminderte Expression von Melatoninrezeptoren in der Haut, ist ebenfalls nicht bekannt. Vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, dass Melatonin in der menschlichen Haut als Anti-Aging-Mittel wirken könnte, insbesondere im Zusammenhang bei der durch UV-Strahlung verursachten Hautalterung. Um diese Frage zu klären, wurde eine Kombination von experimentellen Ansätzen entwickelt, bestehend aus a) in-vitro-Experimenten an den wichtigsten Zelltypen der Haut (epidermalen Keratinozyten und dermalen Fibroblasten), b) mechanistischen Studien zur Wirkungsweise von Melatonin, c) ex-vivo-Experimenten an UV-exponierten Hautproben, die von jungen und alten Spendern stammen, um die Expression von Melatonin und seinem Rezeptor zu bestimmen, und d) ex-vivo-Experimenten an menschlichen Organkulturen zur Bewertung der Relevanz der in-vitro-Experimente. Dieser Ansatz wird unser Wissen über die Veränderungen bei der Hautalterung, die molekularen Mechanismen, die zu diesen Veränderungen führen, und die Auswirkungen des melatoninergen antioxidativen Systems verbessern und auf die Vorbeugung sowie die Umkehrung der Hautalterung abzielen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen