Strukturanalyse von menschlichem Gewebe

Hintergrund Die Haut ist ein großes Organ, das an vielen schützenden und homöostatischen Prozessen beteiligt ist. Die Funktionen der Haut lassen sich grob in systemische und lokale Funktionen einteilen; beide sind miteinander verbunden, aber die Zusammenhänge sind kaum bekannt und ihre Untersuchung erfordert einen multiskaligen Ansatz. Insbesondere für die lokalen Reaktionen, die durch die Aktivierung proteolytischer und Signalwege vermittelt werden, wie Gerinnung und Entzündung, entspricht die relevante Skala den Mikrometer- und Nanometer-Dimensionen von Zellen bzw. Makromolekülen. Auf diesen Skalen gibt es nur sehr wenige Informationen über die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Haut.

Ziel Die Forscher schlagen vor, frische menschliche Hautproben mit mehreren aktuellen Technologien zu analysieren, um Parameter zur mechanischen, biochemischen und strukturellen Verteilung der Hauptkomponenten der Kapillargewebeeinheit zu erhalten.

Hypothese/Begründung Unsere Arbeitshypothese ist, dass sowohl strukturelle Komponenten der Dermis, wie Glykosaminoglykane, als auch Schlüsselmediatoren homöostatischer Signalwege, wie der prokoagulierende Gewebefaktor, nicht gleichmäßig entlang paralleler Ebenen verteilt sind. Die Forscher stellen ferner die Hypothese auf, dass die Verteilungsmuster funktionelle und mechanische Unterschiede entlang der Hautschichten bestimmen.

Methoden Unter Verwendung eines Dermatoms wird menschliche Haut entlang Ebenen parallel zur Epidermis in mehrere Schichten zerlegt, die jeweils etwa 0,0012 mm dick sind dick. Die Schichten werden hinsichtlich der Zusammensetzung von diffundierbaren Proteinen und Glykosaminoglykanen analysiert; einem hochauflösenden MRT- und AFM-Scan unterzogen; und auf Quellrate und Gleichgewichtsquelldruck ausgewertet.

Bedeutung Diese Studie wird neue Informationen über Materialeigenschaften und die funktionelle Struktur der menschlichen Haut bei Auflösungen liefern, die für die makromolekularen und zellulären Prozesse relevant sind, die lokale Reaktionen auf Verletzungen vermitteln und lokale homöostatische Mechanismen aufrechterhalten. Die Daten werden weiterverarbeitet, um realistische Parameter zu erhalten, die zur Entwicklung von Vorhersagemodellen der Kapillargewebeeinheit der Haut benötigt werden. Diese Modelle werden ein neues und tieferes Verständnis der Hautphysiologie und -pathologie bringen und bei der Entdeckung und Erprobung neuer präventiver und therapeutischer Ansätze helfen, die auf Störungen des lokalen homöostatischen Gleichgewichts in der Haut abzielen. Durch die Nutzung der Vielseitigkeit mathematischer Simulationen im Hautmodell sind die Erkenntnisse möglicherweise auch auf andere Gewebeorgane übertragbar.