Von der University of California, Irvine, geleitete Forscher haben entdeckt, dass ein Signalmolekül namens SCUBE3 das Haarwachstum stark stimuliert und eine therapeutische Behandlung für androgenetische Alopezie bieten kann, eine häufige Form von Haarausfall bei Frauen und Männern.
Die heute online veröffentlichte Studie in Entwicklungszelle, bestimmten den genauen Mechanismus, durch den die dermalen Papillenzellen – spezialisierte signalgebende Fibroblasten am unteren Ende jedes Haarfollikels – neues Wachstum fördern. Obwohl bekannt ist, dass dermale Papillenzellen eine zentrale Rolle bei der Kontrolle des Haarwachstums spielen, ist die genetische Grundlage der beteiligten aktivierenden Moleküle kaum verstanden.
„Zu verschiedenen Zeiten während des Lebenszyklus der Haarfollikel können dieselben dermalen Papillenzellen Signale senden, die entweder die Follikel im Ruhezustand halten oder neues Haarwachstum auslösen“, sagte Maksim Plikus, Ph.D., UCI-Professor für Entwicklungs- und Zellbiologie und die korrespondierender Autor der Studie. „Wir haben herausgefunden, dass das SCUBE3-Signalmolekül, das dermale Papillenzellen auf natürliche Weise produzieren, der Botenstoff ist, der verwendet wird, um den benachbarten Haarstammzellen zu ‚sagen‘, sich zu teilen, was den Beginn des neuen Haarwachstums ankündigt.“
Die Produktion aktivierender Moleküle durch die dermalen Papillenzellen ist entscheidend für ein effizientes Haarwachstum bei Mäusen und Menschen. Bei Menschen mit androgenetischer Alopezie versagen die dermalen Papillenzellen, wodurch die normalerweise reichlich vorhandenen aktivierenden Moleküle stark reduziert werden. Für diese Forschung wurde ein Mausmodell mit hyperaktivierten dermalen Papillenzellen und übermäßiger Behaarung entwickelt, das weitere Erkenntnisse über die Regulierung des Haarwachstums ermöglichen wird.
„Die Untersuchung dieses Mausmodells ermöglichte es uns, SCUBE3 als das bisher unbekannte Signalmolekül zu identifizieren, das übermäßiges Haarwachstum antreiben kann“, sagte Co-Erstautorin Yingzi Liu, Postdoktorandin der UCI in Entwicklungs- und Zellbiologie.
Weitere Tests bestätigten, dass SCUBE3 das Haarwachstum in menschlichen Follikeln aktiviert. Die Forscher injizierten SCUBE3 in die Haut von Mäusen, in die menschliche Kopfhautfollikel transplantiert worden waren, und induzierten neues Wachstum sowohl in den ruhenden menschlichen als auch in den umgebenden Mausfollikeln.
„Diese Experimente liefern Daten zum Nachweis des Prinzips, dass SCUBE3 oder davon abgeleitete Moleküle ein vielversprechendes Therapeutikum gegen Haarausfall sein können“, sagte Co-Erstautor Christian Guerrero-Juarez, ein UCI-Postdoktorand in Mathematik.
Derzeit sind zwei Medikamente auf dem Markt – Finasterid und Minoxidil – die von der Food and Drug Administration für androgenetische Alopezie zugelassen sind. Finasterid ist nur für Männer zugelassen. Beide Medikamente sind nicht universell wirksam und müssen täglich eingenommen werden, um ihre klinische Wirkung aufrechtzuerhalten.
„Es besteht ein starker Bedarf an neuen, wirksamen Medikamenten gegen Haarausfall, und natürlich vorkommende Verbindungen, die normalerweise von den dermalen Papillenzellen verwendet werden, stellen ideale Kandidaten der nächsten Generation für die Behandlung dar“, sagte Plikus. „Unser Test im menschlichen Haartransplantationsmodell bestätigt das präklinische Potenzial von SCUBE3.“
Yingzi Liu et al, Hedgehog signaling reprogramms hair follicle niche fibroblasts to a hyper-activated state, Entwicklungszelle (2022). DOI: 10.1016/j.devcel.2022.06.005