Haie unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht von anderen Fischen, unter anderem in ihrer scheinbar bemerkenswerten Fähigkeit, Wunden zu heilen, wie aus Berichten von Haien hervorgeht, die sich von in freier Wildbahn erlittenen Verletzungen erholen. Während diese Heilfähigkeit noch nicht unter kontrollierten Laborbedingungen dokumentiert wurde, könnten einige der in der Haifischhaut gefundenen chemischen Verbindungen ein erhebliches biomedizinisches Potenzial haben.
Um diese Möglichkeit zu untersuchen, führten zwei dermatologische Forscher vom Karolinska Institutet in Schweden Untersuchungen an einem kleinen Hai, dem Dornhai (Squalus acanthias) und anderen Knorpelfischarten im Marine Biological Laboratory (MBL) in Woods Hole durch. Ihr Ziel ist es, die einzigartige Biochemie der Haut dieser Tiere zu verstehen. Frühere Forschungen an Haien in anderen Labors haben zur Entwicklung eines neuen Antibiotikums und zur Entdeckung biochemischer Wege geführt, die für die Mukoviszidose-Forschung relevant sind.
Jakob Wikström, außerordentlicher Professor für Dermatologie und Hauptforscher bei Karolinska, und Etty Bachar-Wikström, leitende Forscherin, untersuchten am MBL den Hautschleim von zwei Haiarten und ihren nahen Verwandten, den kleinen Rochen. Im Gegensatz zur überwiegenden Mehrheit der Fischarten, deren Haut relativ glatt und von einer dicken, schleimigen Schleimschicht geschützt ist, haben Haie eine raue Haut, die sich wie Sandpapier anfühlt. Es war nicht klar, ob diese Haut überhaupt eine schützende Schleimschicht hat.
„Aus offensichtlichen Gründen ist viel mehr über die Fischbiologie bekannt als über die Haibiologie“, sagte Wikström. „Fische sind einfacher zu handhaben und es besteht ein größeres kommerzielles Interesse an ihnen.“ Haie seien natürlich auch Fische, aber 99 Prozent der Fische seien Knochenfische (Osteichthyes), im Gegensatz zu den Knorpelhaien und Rochenhaien (Chondrichthyes), betonte er.
Die ersten Ergebnisse ihrer Forschung zur Schleimschicht wurden kürzlich im veröffentlicht Internationale Zeitschrift für Molekularwissenschaften. „Unser Ziel in dieser Arbeit war es, die Haihaut auf molekularer Ebene zu charakterisieren, was noch nicht im Detail erfolgt ist“, sagte Bachar-Wikström.
Ihre Studie fand eine sehr dünne Schleimschicht auf der Haifischhaut, die sich chemisch von der von Knochenfischen unterscheidet. Der Haischleim sei weniger sauer, nahezu neutral und ähnelt chemisch eher dem Schleim einiger Säugetiere, darunter auch menschlicher, als dem Schleim von Knochenfischen, sagte sie.
Es sei ein weiterer Beweis dafür, dass „die Molekularbiologie der Haie einzigartig ist“, sagte Wikström. „Sie sind nicht einfach nur ein weiterer Fisch, der herumschwimmt. Sie haben eine einzigartige Biologie, und es gibt wahrscheinlich viele biomedizinische Anwendungen für den Menschen, die man daraus ableiten könnte. Zum Beispiel, wenn es um Mucin geht.“ [a primary component of the mucus]„Man kann sich verschiedene topische Wundbehandlungen vorstellen, die daraus entwickelt werden könnten.“
Wundbehandlungsprodukte seien bereits aus Kabeljau gewonnen worden, sagte er und bemerkte: „Ich halte es für möglich, dass man aus Haien etwas Ähnliches herstellen könnte.“
Bachar-Wikström fügte hinzu: „Neben der menschlichen Relevanz ist es auch wichtig, diese erstaunlichen Tiere zu charakterisieren und mehr über sie und ihr Überleben in ihrer Umwelt zu erfahren … Ich denke, dass dies nur der erste Schritt zu einem noch tieferen molekularen Verständnis ist.“
Das Paar arbeitet an einer Reihe von Arbeiten, um die einzigartigen biochemischen Eigenschaften dieser Arten weiter zu charakterisieren, zu denen Kettenkatzenhaie (Scyliorhinus retifer) und der Zwergrochen (Leucoraja erinacea) sowie Dornhaie gehören. Diese Arbeiten beinhalten eingehende Studien der verschiedenen Zelltypen in der Haut auf Einzelzellebene und gehen auch detaillierter auf die Heilungsfähigkeiten der Haifischhaut ein.
„Tiere, die weit weg sind [from us] „Die Evolution kann uns immer noch sehr wichtige Informationen liefern, die für den Menschen relevant sind“, sagte Wikström.
Zwar sei die Wundheilung von Zebrafischen bereits umfassend erforscht worden, doch er sagte: „Niemand hat dies bei Haien wirklich in diesem Ausmaß getan. Daher ist es spannend, weil wir wirklich nicht wissen, was wir finden werden.“ . Es ist explorative Forschung.“
Die Forscher sagten, das MBL habe spezielle Ressourcen bereitgestellt, die diese Arbeit ermöglichten, darunter eine große Sammlung von Exemplaren der relevanten Arten und Spezialisten, die über große Erfahrung in der Arbeit mit ihnen verfügen. „Es ist wirklich eine einzigartige Kompetenz, die sie haben“, sagte Wikström. „Es gibt nicht viele Orte in den Vereinigten Staaten oder auf der Welt, wo es sie gibt.“
Mehr Informationen:
Etty Bachar-Wikstrom et al, Identifizierung neuartiger Glykane in der Schleimschicht von Hai- und Rochenhaut, Internationale Zeitschrift für Molekularwissenschaften (2023). DOI: 10.3390/ijms241814331