Hautzellen wandern durch enge Räume, indem sie im Labor ihre Identität wechseln

Forschende haben ein System entwickelt, um diesen Vorgang zu untersuchen. Sie platzierten Hautzellen – sogenannte Keratinozyten, den häufigsten Zelltyp der äußeren Hautschicht – auf einer Membran, die mit 3-Mikrometer-Poren durchzogen ist. Die Studie, veröffentlicht in eLife, zeigt, dass Keratinozyten solche engen Öffnungen passieren können, indem sie vorübergehend ihre Zellidentität wechseln. Sie nehmen einen anderen Zellzustand an, bekannt als epithelial-mesenchymale Transition (EMT), und kehren auf der anderen Seite zu ihren ursprünglichen Eigenschaften zurück – ein Prozess, der als mesenchymale-epitheliale Transition (MET) bezeichnet wird.

Drei Kompartimente, drei Zellzustände

Das Ergebnis war ein dreiteiliges Gewebemodell: geschichtete Zellen oberhalb der Membran, Zellen im EMT-Zustand innerhalb der Poren und eine neu gebildete geschichtete Schicht darunter. Dieses dreiteilige Muster entstand bei größeren Poren nicht. Live-Bildgebung zeigte zudem, dass die Zellen keinen geraden Weg nahmen, sondern sich in einem oszillierenden Muster vor und zurück bewegten. Zwei Proteine – Piezo1 und Keratin 6 – erwiesen sich als hemmende Faktoren dafür, wie Zellen die engen Poren betraten und verließen.

Ein Modell für die Wundheilung

Die Forschenden geben an, dass ihr Labormodell wesentliche Merkmale der Wundheilung in der Haut reproduziert. Nicht-kanzeröse Zellen können sich über EMT durch enge Räume bewegen – etwas, das zuvor vorwiegend an Krebszellen untersucht worden war. Ob dieser Prozess bei der Wundheilung in einem lebenden Organismus auf genau dieselbe Weise abläuft, wurde in dieser Studie, die ein experimentelles Labormodell darstellt, nicht geklärt.

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