Vaskularisierte Hautmodelle als Tierversuchsersatz

Ein umfassendes Verständnis darüber, wie die menschliche Haut auf Verletzungen reagiert, ist entscheidend für die Entwicklung neuer Behandlungen. Vor allem die Themen Wundheilung und Hautalterung sind derzeit zentrale Themen in der Dermatologie (der Lehre über die Haut) und werden intensiv beforscht. Unsere Haut ist ein außerordentlich komplexes Gewebe. Daher werden in der dermatologischen Forschung momentan Großteils Tiermodelle verwendet, da diese die komplexe Anatomie der Haut am genauesten abbilden können. Tiermodelle gehen jedoch mit erheblichen Nachteilen einher, wie ethische Bedenken und biologische Unterschiede zwischen tierischer und menschlicher Haut. Eine mögliche Lösung zur Reduktion von Tiermodellen und genauerer Berücksichtigung der menschlichen Anatomie ist der Ersatz dieser Tiermodelle durch im Labor erzeugte künstliche Haut, sogenannte in vitro Modelle. Erste künstliche Hautmodelle sind bereits im Einsatz, zum Beispiel zur Prüfung der Unbedenklichkeit von Kosmetikprodukten. Derzeit bestehen diese Modelle oft aber nur aus einzelnen Zellschichten ähnlich der äußersten Hautschicht, der Epidermis. Es fehlen viele wesentliche Teile normaler Haut, wie etwa Blutgefäße. Somit können sie aufgrund ihrer Einfachheit die meisten Forschungsfragen der Dermatologie nicht beantworten. Als Antwort auf diese Probleme zielt dieses Projekt darauf ab, ein neues und komplexeres künstliches Hautmodell zu entwickeln, das die Anatomie der Haut besser nachbildet als die derzeit verfügbaren Modelle. Im Gegensatz zu den derzeit verwendeten Zellschichten hat das neue Modell den entscheidenden Vorteil, dass es verschiedene Teile der Haut einbezieht. Es beinhaltet unter der äußersten Hautschicht, der Epidermis, auch die darunter liegende Hautschicht, die Dermis. Die Dermis besteht aus Bindegewebe, das die Haut elastisch macht, und Blutgefäßen, um Nährstoffe zu liefern. Durch Einbettung der Blutgefäße kann die neu entwickelte künstliche Haut über die eingebetteten Blutgefäße mit Nährstoffen versorgt werden. Durch diese physiologische Art der Nährstoffzufuhr sind sich das Modell und die reale Haut um einiges ähnlicher als bei bestehenden Modellen. Nach Erstellung dieser fortschrittlichen hautähnlichen Modelle werden wir zeigen, dass sich unser Modell ähnlich wie die menschliche Haut verhält und anstelle der Haut lebender Tiere verwendet werden kann. Insbesondere wollen wir mit dieser künstlichen Haut regenerative Prozesse untersuchen, beispielsweise wie sich die Haut bei schmerzhaften Verletzungen wie Verbrennungen verhält und wie sie anschließend heilt. Die während dieses Projekts gewonnenen Ergebnisse werden helfen zu verstehen, wie Hautzellen auf Brandverletzungen reagieren und welche Interventionen helfen können, den Regenerationsprozess zu beschleunigen.

Ein umfassendes Verständnis darüber, wie die menschliche Haut auf Verletzungen reagiert, ist entscheidend für die Entwicklung neuer Behandlungen. Vor allem die Themen Wundheilung und Hautalterung sind derzeit zentrale Themen in der Dermatologie (der Lehre über die Haut) und werden intensiv beforscht. Unsere Haut ist ein außerordentlich komplexes Gewebe. Daher werden in der dermatologischen Forschung momentan Großteils Tiermodelle verwendet, da diese die komplexe Anatomie der Haut am genauesten abbilden können. Tiermodelle gehen jedoch mit erheblichen Nachteilen einher, wie ethische Bedenken und biologische Unterschiede zwischen tierischer und menschlicher Haut. Eine mögliche Lösung zur Reduktion von Tiermodellen und genauerer Berücksichtigung der menschlichen Anatomie ist der Ersatz dieser Tiermodelle durch im Labor erzeugte künstliche Haut, sogenannte in vitro Modelle. Erste künstliche Hautmodelle sind bereits im Einsatz, zum Beispiel zur Prüfung der Unbedenklichkeit von Kosmetikprodukten. Derzeit bestehen diese Modelle oft aber nur aus einzelnen Zellschichten ähnlich der äußersten Hautschicht, der Epidermis. Es fehlen viele wesentliche Teile normaler Haut, wie etwa Blutgefäße. Somit können sie aufgrund ihrer Einfachheit die meisten Forschungsfragen der Dermatologie nicht beantworten. Als Antwort auf diese Probleme zielte dieses Projekt darauf ab, ein neues und komplexeres künstliches Hautmodell zu entwickeln, das die Anatomie der Haut besser nachbildet als die derzeit verfügbaren Modelle. Im Gegensatz zu den derzeit verwendeten Zellschichten hat das neue Modell den entscheidenden Vorteil, dass es verschiedene Teile der Haut einbezieht. Es beinhaltet unter der äußersten Hautschicht, der Epidermis, auch die darunter liegende Hautschicht, die Dermis. Die Dermis besteht aus Bindegewebe, das die Haut elastisch macht, und Blutgefäßen, um Nährstoffe zu liefern. Durch Einbettung der Blutgefäße kann die neu entwickelte künstliche Haut über die eingebetteten Blutgefäße mit Nährstoffen versorgt werden. Durch diese physiologische Art der Nährstoffzufuhr sind sich das Modell und die reale Haut um einiges ähnlicher als bei bestehenden Modellen. Als nächstten Schritt werden wir zeigen, dass sich unser Modell ähnlich wie die menschliche Haut verhält und anstelle der Haut lebender Tiere verwendet werden kann. Insbesondere wollen wir mit dieser künstlichen Haut regenerative Prozesse untersuchen, beispielsweise wie sich die Haut bei schmerzhaften Verletzungen wie Verbrennungen verhält und wie sie anschließend heilt.