UV-Schäden und Hautreizungen: Synthetisches Melanin als neuer Kandidat für eine beschleunigte Wundheilung
Synthetisch hergestellte Melanin-Nanopartikel (SMPs) beschleunigten in präklinischen Experimenten die Wundheilung bei UV- oder chemisch induzierten Zellschäden auf der Haut. Der neue Ansatz schützt die Haut und repariert sie gleichzeitig. Die Autor*innen einer Pilotstudie [1] nennen als Anwendungsmöglichkeit zum Beispiel eine topische Therapie mit SMPs zur beschleunigten Wundheilung.
„Das synthetisch erzeugte Melanin ist im Vergleich zu menschlichem Melanin in der Lage, mehr freie Radikale abzufangen. Es ist biokompatibel, abbaubar und ungiftig, wenn es auf die Haut appliziert wird. In unseren Studien wirkt es wie ein effizienter Schwamm, der schädliche Faktoren entfernt und die Haut schützt“, erläuterte Co-Autor Nathan Gianneschi vom International Institute of Nanotechnology an der Northwestern University in Chicago (USA) der in Nature npj Regenerative Medicine veröffentlichten Studie. [1]
SMPs ähneln dem natürlichen Melanin der Haut
Melanine sind natürlich vorkommende Pigmente, die zum Beispiel einen Schutz vor Zellschäden bieten, die auf Sonnenstrahlen oder auf Toxine bzw. freie Radikale aus der Umwelt zurückzuführen sind. Wissenschaftler von der Northwestern Universität in Chicago entwickelten synthetisch hergestellte Melanin-Nanopartikel (SMPs) mit erhöhter antioxidativer Kapazität, die dem natürlichen Melanin in der menschlichen Haut ähnelten.
Das regenerative Potenzial von SMPs wurde am Mausmodell und an Gewebeproben menschlicher Haut untersucht. Die topische Anwendung einer farblosen Creme mit SMPs beschleunigte die Wundheilung im Vergleich zu Vehikel-Kontrollen im Mausmodell. Es zeigte sich zum Beispiel, dass Ödeme signifikant stärker verringert wurden, die Ablösungszeit von Schorf kürzer war und die Wundfläche schneller kleiner wurde. Ähnliche Effekte wurden im Mausmodell mit UV-geschädigter Haut beobachtet.
SMPs auf menschlichen Hautproben zeigen Potenzial zur Wundheilung auf
Auf zelluläre Ebene wurde die Genexpression von apoptotischen und inflammatorischen Signalwegen herunterreguliert, was auch mit histologischen Befunden übereinstimmte. Eine Intervention mit synthetischem Melanin erhöhte die Aktivität des Enzyms Superoxid-Dismutase (SOD) und verringerte die Mmp9-Expression sowie die ERK1/2-Phosphorylierung. Die Anwendung von SMPs auf menschlichen Hautproben reduzierte signifikant chemisch induzierte Verletzungen.
„Das synthetische Melanin stabilisiert und bringt die Haut auf einen Heilungsweg, den wir sowohl in den obersten Schichten als auch im ganzen Körper sehen“, ergänzte Gianneschi. Der Aufbau der Nanopartikel hinsichtlich Oberflächenladung und Größe sei modifizierbar. Daher wären zahlreiche Einsatzmöglichkeiten zum Schutz der Haut über die Prozesse der Wundheilung hinaus denkbar.
Literatur
1. Biyashev, D., Siwicka, Z.E., Onay, U.V. et al. Topical application of synthetic melanin promotes tissue repair. npj Regen Med 8, 61 (2023). https://doi.org/10.1038/s41536-023-00331-1
