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Jul 09, 2023

Warum dauert es eine Weile, bis eine Bräune sichtbar wird? Wissenschaftler haben es endlich herausgefunden: ScienceAlert

Die Reaktion Ihrer Haut auf Sonneneinstrahlung scheint verzögert zu sein, doch dafür gibt es einen guten Grund, wie Wissenschaftler herausgefunden haben. Durch Experimente an menschlicher und Mäusehaut gelang es einem Team unter der Leitung eines Molekularbiologen

Die Reaktion Ihrer Haut auf Sonneneinstrahlung scheint verzögert zu sein, doch dafür gibt es einen guten Grund, wie Wissenschaftler herausgefunden haben.

Durch Experimente an der Haut von Menschen und Mäusen hat ein Team unter der Leitung des Molekularbiologen Nadav Elkoshi von der Universität Tel Aviv in Israel herausgefunden, dass die Entwicklung einer Bräune erst dann erfolgt, wenn die Haut eine Notfall-DNA-Reparatur durchgeführt hat.

„Wir verfügen über zwei Mechanismen, die die Haut vor gefährlicher UV-Strahlung schützen sollen“, erklärt Elkoshi.

„Der erste Mechanismus repariert die durch die Strahlung geschädigte DNA in den Hautzellen, während der zweite Mechanismus eine erhöhte Melaninproduktion beinhaltet, die die Haut dunkler macht, um sie vor künftiger Strahlenbelastung zu schützen.“

Elkoshi und sein Team stellten die Hypothese auf, dass die Verzögerung beim Bräunen auf die Priorisierung der Ressourcen zurückzuführen sei. Grundsätzlich werden alle Ressourcen der Zelle mobilisiert, um Strahlenschäden so schnell wie möglich zu reparieren. Erst wenn diese Aufgabe abgeschlossen ist, kann die Zelle Ressourcen für die Produktion von Melanin bereitstellen.

Um diese Hypothese zu testen, setzten die Forscher zunächst menschliche Haut, die sie von einwilligenden Operationspatienten erhielten und in Petrischalen kultivierten, UVB-Strahlung aus. Auf diese Weise konnten sie die Aktivität in der Zelle als Reaktion auf Strahlenschäden untersuchen.

Sie bestätigten, dass eine Proteinkinase namens ATM, die durch DNA-Schäden aktiviert wird und für die Zellreparatur von entscheidender Bedeutung ist, kurz nach der Einwirkung von UVB-Strahlung in Aktion tritt. Das ist interessant, aber das Team brauchte mehr Informationen.

Der nächste Schritt bestand also darin, die Aktivierung von ATM ohne UVB-Exposition auszulösen und die Ergebnisse zu beobachten. Diese Phase des Experiments wurde an Mausmodellen und weiteren menschlichen Hautproben in Petrischalen durchgeführt. Sowohl bei Mäusen als auch bei Menschen entwickelte sich nach einiger Zeit eine Bräune, auch wenn keine schädliche Strahlung vorhanden war.

Eine genaue Untersuchung der beteiligten zellulären Prozesse zeigte, dass die Aktivierung von ATM die Aktivierung des MITF-Proteins blockiert, das für die Steigerung der Melaninproduktion verantwortlich ist, sodass die DNA-Reparatur Vorrang haben kann.

„Die genetische Information muss vor Mutationen geschützt werden, daher hat dieser Reparaturmechanismus im Inneren der Zelle Vorrang, wenn sie der ultravioletten Strahlung der Sonne ausgesetzt wird“, erklärt Carmit Levy, Biochemikerin und Molekularbiologin an der Universität Tel Aviv.

„Der DNA-Reparaturmechanismus teilt im Wesentlichen allen anderen Mechanismen in der Zelle mit: ‚Stoppen Sie alles und lassen Sie mich in Ruhe arbeiten.‘ Ein System lähmt das andere effektiv, bis die DNA-Korrektur ihren Höhepunkt erreicht, der einige Stunden nach der UV-Exposition auftritt.“

Das Team vermutet, dass die DNA-Reparatur sogar einige Komponenten des Pigmentierungsmechanismus nutzen könnte, um die Überlebenschancen der Zellen zu maximieren und die Wahrscheinlichkeit einer Mutation zu minimieren.

Die Entdeckung, so das Team, könnte dazu beitragen, die Auswirkungen von Hautstrahlungsschäden zu untersuchen, zu verstehen, zu verhindern und zu behandeln.

„Diese wissenschaftliche Entdeckung hat einen molekularen Mechanismus enthüllt, der als Grundlage für weitere Forschungen dienen könnte, die zu innovativen Behandlungen führen könnten, die die Haut maximal vor Strahlenschäden schützen“, sagt Levy.

„Langfristig kann es sogar zur Vorbeugung von Hautkrebs beitragen.“

Die Forschung wurde im Journal of Investigative Dermatology veröffentlicht.