Das Biopsie-Hautmodell für Untersuchungen der humanen Pigmentierung

Abstract

Die Haut ist nicht nur das größte, sondern auch eines der komplexesten Organe des menschlichen Körpers und weist zudem zahlreiche Funktionen auf. Bei der Pigmentierung der Haut, Haare und der Augen spielt die Melanogenese die Schlüsselrolle. Sie beruht auf der Synthese von Melanin in der äußeren Hautschicht, bei der eine Reihe enzymatischer und nicht-enzymatischer Reaktionen in Melanosomen und Melanozyten ablaufen. Das hieran beteiligte Schlüsselenzym ist die Tyrosinase. Um den komplexen Prozess der Melanogenese besser verstehen zu können, sind in der Hautforschung in vivo nahe Hautmodelle gefragt, um Prozesse wie z.B. Wundheilung und Hautkrankheiten zu erforschen oder die Unbedenklichkeit und Wirksamkeit neuer Produkte zu beweisen. In dieser Masterarbeit wurden Biopsie-Hautmodelle, auf Grund beobachteter nicht-stimulierter Melanogenese durch die alleinige Kultivierung, für Untersuchungen der postinflammatorischen Hyperpigmentierung (PIH) eingesetzt und geprüft, ob es als PIH-Modell angesehen werden kann. Außerdem wurde der Einfluss von Prostaglandin F2α (PGF2α) auf die Melanogenese, sowohl an Biopsie-Hautmodellen, als auch an Melanozyten-Fibroblasten-Kokulturen und Melanozyten Monolayern untersucht. Des Weiteren wurde die Phagozytoseleistung von Keratinozyten untersucht, um ein Assay-System zur Untersuchung des Einflusses proinflammatorischer Mediatoren auf den Melanonsomentransfer zu entwickeln. Durch den Einsatz eines Tyrosinase-Inhibitors konnte gezeigt werden, dass es sich um Melanogenese handelt. Der Verdacht der PIH konnte hingegen nicht eindeutig bewiesen werden. Außerdem konnte der positive Effekt von PGF2α auf die Melanogenese in Biopsie-Modellen nicht gezeigt werden, hingegen aber in Kokulturen und Monolayern. Ein Assay zur Untersuchung der Phagozytoseleistung konnte entwickelt werden, wobei der Einfluss proinflammatorischer Mediatoren auf den Melanosomentransfer noch weitergehend geprüft werden muss.

The skin is not only the largest, but also one of the most complex organs of the human body with various functions. In the process of pigmentation of skin, hair and eyes the melanogenesis plays the key role. The melanogenesis, with its key enzyme tyrosinase, is based on the synthesis of melanin in the outer dermal layer. Within this process in melanosomes and melanocytes are lapsing a lot of enzymatic and non-enzymatic reactions. To better understand the complex action of melanogenesis, there is sought after in vivo near skin models in skin research to investigate, e.g. wound healing and skin diseases, and to proof the harmlessness and efficacy of new products. In this master thesis, biopsy skin models where used due to the observations of non-stimulated melanogenesis in consequence of sole cultivation, for investigations of the postinflammatory hyperpigmentation (PIH) and to test the applicability as a PIH-model. Furthermore the influence of prostaglandin F2α (PGF2α) on the melanogenesis in both biopsy skin models and elanocytefibroblast-cocultures and melanocyte monolayers was examined. In addition the phagocytosis efficiency of keratinocytes was analysed to develop an assay system for investigations of the influences of proinflammatory mediators on the melanosome transfer process. By using a tyrosinase inhibitor it could be shown that it is melanogenesis, however the suspicion of PIH could not be proved clearly. Furthermore the positive effect of PGF2α on the melanogenesis in biopsy skin models could not be shown, in contrast to cocultures and monolayers. An assay system for investigations of the phagocytosis efficiency could be designed, at which the influences of proinflammatory mediators on the melanosome transfer must be further reviewed.