Die Gehirnaktivität hat eine unverkennbare Signatur: den neuronalen Transport, da Gehirnzellen Informationen durch ausgelöste Freisetzung chemischer Neurotransmitter, die lange verzweigte Dendriten von benachbarten Zellen erhalten, aneinander übertragen.
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass diese mikroskopische Verbindung eigenartig ist, aber nicht nur zu Neuronen gehört. Die Forscher entdeckten einen zuvor nicht wahrnehmbaren ähnlichen Signalprozess außerhalb des Nervensystems, indem sie Ausbrüche neuronaler Aktivität in bestimmten Hautzellen beobachteten.
Das Team der Rockefeller University beobachtete diese Wechselwirkungen zwischen zwei verschiedenen Arten von Hautzellen: Melanozyten, die das ultraviolett absorbierende Pigment Melanin produzieren; und Keratinozyten, die den größten Teil der Epidermis ausmachen und den Körper vor Umwelteinflüssen schützen, teilweise durch Melanin.
“Keratinozyten sind bekannte Regulatoren des Melanozytenverhaltens, und es wurde viel Arbeit geleistet, um zu verstehen, wie Keratinozyten die Proliferation von Melanozytenzellen sowie die Produktion und den Transport von Pigmenten in der Haut beeinflussen”, schreiben die Autoren in ihrer neuen Studie.
“Die Zell-Zell-Beziehung zwischen Melanozyten und Keratinozyten auf der Ebene der einzelnen Zellen ist jedoch kaum bekannt.”
In Experimenten mit zwei Arten von Hautzellen sowie in Studien an Proben intakter menschlicher Haut haben uns Forscher näher gebracht, um zu verstehen, wie dieser Prozess tatsächlich funktioniert, und was überrascht, ist, dass er der neuronalen Kommunikation ähnelt.
“Wir haben gesehen, wie sich Keratinozyten um Melanozyten wickelten und enge Bindungen bildeten, die uns an Neuronen erinnern”, sagt der Biophysiker Sanford M. Simon.
In einer Studie fanden die Forscher heraus, dass chemische Signale von Keratinozyten Signale auslösen, die als Calciumtransienten in den Dendriten von Melanozyten bezeichnet werden.
Dieser Kalzium-Signalprozess, der durch die Produktion von zwei Keratinozyten-Sekreten – Endothelin und Acetylcholin – ausgelöst wird, wurde auch in kleineren dendritischen vertebralähnlichen Strukturen auf Melanozyten beobachtet, die nach Ansicht der Forscher auch in intakter menschlicher Haut zu sehen sind.
“Diese Art der lokalisierten Kommunikation von Zelle zu Zelle wird als Kennzeichen des Nervensystems angesehen”, erklären die Forscher.
“Dendritische Morphologien sind nicht nur im Nervensystem zu finden, aber es ist nicht bekannt, ob nicht-neuronale Dendriten wie Melanozyten in der Lage sind, von benachbarten Zellen empfangene Signale zu unterteilen.”
In Verbindung mit der neuen Entdeckung vertebralartiger Strukturen, die aus Dendriten herausragen – die laut Team den neuronalen dendritischen Stacheln „auffallend ähnlich“ sind – deuten die Ergebnisse auf eine tiefere Komplexität der Hautzellkommunikation hin, von der Wissenschaftler nie wussten, dass sie existiert.
Die Ergebnisse werden im Journal of Cell Biology vorgestellt.
Quellen: Foto: Belote und Simon, Journal of Cell Biology, 2019
