Weibliche und männliche Haut unterscheiden sich offenbar stärker, als bisher angenommen. Eine neue wissenschaftliche Untersuchung zeigt, dass Hautstammzellen bei weiblichen und männlichen Mäusen unterschiedlich arbeiten.

Während weibliche Zellen ihre Aktivitäten auffallend gut aufeinander abstimmen, verhalten sich männliche Zellen unabhängiger.

Diese Entdeckung könnte erklären, warum Wunden bei weiblichen Mäusen schneller heilen, und langfristig neue Möglichkeiten für individuell abgestimmte Hautbehandlungen eröffnen.

Ein überraschender Unterschied zwischen männlicher und weiblicher Haut

Weibliche Mäuse erholen sich nach Hautverletzungen schneller als männliche.

Wissenschaftler haben nun einen möglichen biologischen Grund dafür entdeckt: Die Stammzellen in ihrer Haut arbeiten deutlich koordinierter zusammen.

Für die Untersuchung beobachteten Forscher der Université libre de Bruxelles (ULB) gemeinsam mit Wissenschaftlern der University of Cambridge über einen Zeitraum von fünf Monaten einzelne Hautstammzellen in lebenden Mäusen.

Dabei stellten sie fest, dass sich die Zellen je nach biologischem Geschlecht unterschiedlich verhalten. Verantwortlich dafür sind offenbar vor allem die Sexualhormone.

Die Ergebnisse zeigen, dass das biologische Geschlecht nicht nur die Fortpflanzungsorgane beeinflusst, sondern auch wichtige Prozesse in anderen Körpergeweben steuert. Dazu gehört die ständige Erneuerung und Reparatur der Haut.

Die Studie wurde von Professor Cédric Blanpain geleitet. Er forscht am WEL Research Institute, leitet das Labor für Stammzellen und Krebs und ist Professor an der Université libre de Bruxelles. An dem Projekt war außerdem Professor Benjamin Simons mit seinem Team von der University of Cambridge beteiligt.

Wie sich die Haut selbst erneuert

Die äußerste Hautschicht erneuert sich ständig. Dafür sorgen Stammzellen, die sich im unteren Bereich dieser Schicht befinden. Durch ihre Teilung entstehen neue Zellen, von denen einige weiterhin als Stammzellen fungieren, während andere sich zu spezialisierten Hautzellen entwickeln.

Diese spezialisierten Zellen bilden die schützende Barriere des Körpers. Während ihrer Reifung verlieren sie zunehmend die Fähigkeit, sich weiter zu teilen. Anschließend wandern sie langsam an die Hautoberfläche, wo sie schließlich abgestoßen werden.

Wie genau dieser Erneuerungsprozess abläuft, beschäftigt Wissenschaftler bereits seit Jahrzehnten. Durch die langfristige Beobachtung derselben Hautbereiche konnten die Forscher nun eine wichtige Einzelheit klären.

Neue Hautzellen entwickeln sich demnach nicht unmittelbar zu vollständig ausgereiften Zellen. Stattdessen durchlaufen sie eine Zwischenphase, in der sie sich nur noch eine begrenzte Anzahl von Malen teilen können, bevor sie ihre endgültige Spezialisierung erreichen.

Weibliche Hautzellen arbeiten synchron zusammen

Besonders überraschend war das Verhalten frisch entstandener Hautzellen. Bei weiblichen Mäusen treffen sogenannte Schwesterzellen, die aus der Teilung einer gemeinsamen Mutterzelle hervorgehen, häufig gleichzeitig dieselbe Entwicklungsentscheidung.

Beide Zellen können sich beispielsweise erneut teilen oder gemeinsam damit beginnen, sich zu spezialisierten Hautzellen zu entwickeln. Ihr Verhalten erinnert an zwei Ruderer, die ihre Bewegungen exakt aufeinander abstimmen.

Bei männlichen Mäusen zeigte sich dagegen ein anderes Muster. Die Schwesterzellen arbeiten weniger synchron und folgen häufiger unabhängigen Entwicklungswegen.

Dr. Dan Engelman, Erstautor der Studie, erklärte, dass das Forschungsteam ursprünglich lediglich verstehen wollte, wie sich die Haut erneuert und ob dabei eine bestimmte Hierarchie unter den Stammzellen besteht. Die deutlichen Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Tieren seien für die Wissenschaftler unerwartet gewesen.

Hormone steuern das Verhalten der Stammzellen

Um die Ursachen dieser Unterschiede herauszufinden, untersuchten die Wissenschaftler gezielt den Einfluss der Sexualhormone.

Zunächst beobachteten sie männliche Mäuse, denen die Hoden entfernt worden waren. Dadurch fiel eine wichtige Quelle des Hormons Testosteron weg. In der Folge begannen sich ihre Hautzellen zunehmend so zu verhalten wie jene weiblicher Tiere.

Als die Forscher den Mäusen anschließend Dihydrotestosteron (DHT), eine besonders wirksame Form von Testosteron, verabreichten, kehrte das typische männliche Verhaltensmuster der Hautzellen zurück.

Auch die weiblichen Sexualhormone wurden genauer untersucht. Nach der Entfernung der Eierstöcke verlangsamte sich die Vermehrung der Stammzellen deutlich. Gleichzeitig verschwand die charakteristische Synchronisierung zwischen den Schwesterzellen nahezu vollständig.

Die Behandlung mit Estradiol, einer Form des Östrogens, konnte die verringerte Stammzellvermehrung wieder verbessern.

Testosteron und Östrogen übernehmen unterschiedliche Aufgaben: Testosteron beeinflusst vor allem, wie schnell Hautzellen reifen und die Stammzellschicht verlassen. Östrogene fördern dagegen die Vermehrung der Stammzellen und unterstützen die koordinierte Entwicklung neu entstandener Zellen.

Zusätzlich testeten die Forscher Testosteron an künstlich im Labor nachgebildeter menschlicher Haut. Dabei stellten sie fest, dass das Hormon auch dort die Differenzierung der Stammzellen beschleunigte.

Das deutet darauf hin, dass zumindest ein Teil der bei Mäusen beobachteten Mechanismen auch beim Menschen eine Rolle spielen könnte.

Warum Wunden bei weiblichen Mäusen schneller heilen

Die Unterschiede im Verhalten der Stammzellen spiegelten sich auch bei der Wundheilung wider. Als die Wissenschaftler Verletzungen auf dem Rücken der Tiere untersuchten, stellten sie fest, dass sich die Wunden bei weiblichen Mäusen deutlich schneller schlossen.

Besonders ausgeprägt war dieser Vorteil in den ersten Tagen nach der Verletzung. Ein möglicher Grund dafür ist, dass die Hautstammzellen bei weiblichen Tieren früher aktiv werden und ihre Aufgaben besser aufeinander abstimmen.

Im weiteren Verlauf des Heilungsprozesses wurde der Unterschied zwischen den Geschlechtern allerdings zunehmend kleiner.

Die Ergebnisse legen nahe, dass die hormonelle Steuerung der Stammzellen eine wichtige Rolle dabei spielt, warum sich die Haut von männlichen und weiblichen Tieren unterschiedlich regeneriert.

Neue Möglichkeiten für die Medizin

Mediziner beobachten schon seit Langem Unterschiede zwischen Männern und Frauen bei der Wundheilung, der Ausprägung bestimmter entzündlicher Erkrankungen und der Häufigkeit verschiedener Hautkrebsarten. Die biologischen Ursachen dafür waren bislang jedoch nur teilweise geklärt.

Die neuen Erkenntnisse liefern einen möglichen Erklärungsansatz. Indem die Forscher zeigen, wie Sexualhormone die Aktivität von Hautstammzellen beeinflussen, eröffnen sie neue Perspektiven für geschlechtsspezifische Behandlungsansätze.

Langfristig könnten diese Erkenntnisse dazu beitragen, die Genesung nach Verbrennungen und chirurgischen Eingriffen zu verbessern. Auch Menschen mit chronischen Wunden, etwa infolge von Diabetes, könnten von neuen Therapieansätzen profitieren.

Darüber hinaus könnte ein besseres Verständnis der Unterschiede zwischen männlicher und weiblicher Haut bei der Entwicklung neuer Strategien zur Vorbeugung und Behandlung von Hautkrebs helfen.

Allerdings gibt es noch wichtige offene Fragen. Die schnellere Wundheilung und die koordinierte Aktivität der Stammzellen wurden bislang bei Mäusen nachgewiesen. Weitere Untersuchungen müssen zeigen, in welchem Umfang diese Prozesse auch beim Menschen auftreten und ob sich daraus tatsächlich neue medizinische Behandlungsmöglichkeiten entwickeln lassen.

Weitere Forschung soll die Unterschiede erklären

Für Professor Cédric Blanpain ist die Entdeckung ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis der Hautbiologie. Die Ergebnisse könnten nicht nur bisher unerklärte klinische Beobachtungen verständlicher machen, sondern auch neue Forschungsfragen aufwerfen.

Sein Team möchte nun genauer untersuchen, welche Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Tieren bei der Entstehung und Entwicklung von Hautkrebs auftreten. Außerdem sollen die molekularen Mechanismen erforscht werden, die hinter diesen geschlechtsspezifischen Reaktionen stehen.

Die Untersuchung macht deutlich, dass das biologische Geschlecht bei medizinischen und biologischen Forschungsarbeiten stärker berücksichtigt werden sollte. Denn selbst Gewebe, die nicht unmittelbar mit der Fortpflanzung verbunden sind, können auf Hormone und geschlechtsspezifische biologische Faktoren unterschiedlich reagieren.