Neurotrophine als Wachstumsmodulatoren von epithelial-mesenchymal-neuroektodermalen Interaktionssystemen am Modell des humanen Haarfollikels

Abstract

Zusammenfassung Die biologischen Effekte der Neurotrophine reichen weit über das Nervensystem hinaus. Wie bereits Studien an C57BL/6 Mäusen gezeigt haben, werden Neurotrophine und ihre Rezeptoren im Haarfollikel exprimiert und zeigen wachstumsmodulatorische Effekte im Sinne einer Katageninduktion. Die vorliegende Arbeit geht der Frage nach, ob Neurotrophine in humanen Skalphaut-Follikeln exprimiert werden und ob sie eine haarwachstumsmodulatorische Rolle im humanen System innehaben. Mittels RT-PCR soll die mRNA-Expression und mittels immunhistologischer Analyse die Expressionsmuster von NGF und BDNF und ihrer Rezeptoren TrkA, TrkB und p75NTR in humaner Kopfhaut gezeigt werden. Humane Anagen-Haarfollikel werden unter Einfluss von NGF und BDNF kultiviert und anschließend die Haarzyklus-Stadien der kultivierten Haarfollikel bestimmt, um wachstumsmodulatorische Effekte der Neurotrophine zu eruieren. Zum Schluss wird anhand von immunhistologischen Färbungen untersucht, inwiefern sich die Keratinozyten im Haarbulbus nach der Neurotrophin-Kultur in Proliferation oder Apoptose befinden. Im experimentellen Teil der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, dass RNA- und Proteinexpression von Neurotrophinliganden und -rezeptoren in humanen Skalphaut- Follikeln existiert. Die Expression von NGF- und TrkA-Protein dominiert im epithelialen Kompartiment von humanen Anagen-Haarfollikeln. BDNF-Protein wird vorrangig im mesenchymalen, TrkB-Protein im epithelialen Kompartiment exprimiert. Die Expression von p75NTR-Protein dominiert in der äußeren Wurzelscheide. In den Haarfollikel-Kulturen führen hohe Konzentrationen an NGF und BDNF signifikant zur Inhibition der Haarschaft- Elongation, niedrige Konzentrationen zur Förderung der Haarschaft-Elongation. Die Analyse der Haarzyklusstadien der kultivierten Haarfollikel zeigt, dass die mit hohen Konzentrationen an NGF und BDNF behandelten Haarfollikel frühzeitig in ein katagen-ähnliches Stadium eingetreten sind. Diese Katageninduktion ist verbunden mit einer Zunahme der apoptotischen Keratinozyten und einer Abnahme der proliferierenden Keratinozyten im Haarbulbus. Neurotrophine spielen somit eine Rolle in der humanen Haarwuchskontrolle, indem sie konzentrationsabhängig das Haarwachstum hemmen bzw. fördern. Vor dem Hintergrund der Literatur implizieren diese Ergebnisse, dass der humane Haarfollikel Quelle und Zielorgan von Neurotrophinen ist und diese ihre Effekte in vivo über auto-/ parakrine Wirkmechanismen und mesenchymal-epitheliale Wechselwirkungen innerhalb der Haarfollikelkompartimente vermitteln. Die haarwachstumsmodulatorische Wirkung von Neurotrophinen in vitro impliziert, dass Neurotrophine und Neurotrophin-Antagonisten zu wirksamen pharmakologischen Substanzen in der Behandlung von Alopezien und Hypertrichosen werden können.