Das Hautmikrobiom spielt eine Schlüsselrolle für die Gesundheit und Krankheit der Haut. Während Ungleichgewichte in der Zusammensetzung des Hautmikrobioms mit Krankheiten in Verbindung gebracht werden, war die Untersuchung des Mikrobioms aufgrund begrenzter Methoden zur gemeinsamen Kultivierung mehrerer Bakterienarten eine Herausforderung. Jetzt haben Wissenschaftler ein neues Medium entwickelt, das die gemeinsame Kultivierung wichtiger Hautbakterien unter Wahrung ihres natürlichen Gleichgewichts ermöglicht, und neue Wege zur Untersuchung mikrobieller Interaktionen und der Hautgesundheit eröffnet.
Entwicklung von Kosmetika und Medikamenten für zahlreiche Hautkrankheiten
Die menschliche Haut beherbergt eine große Vielfalt von Bakterien. Die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft – die so genannte „Hautmikrobiota“ – hat erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheit der Haut. Ein gesundes Gleichgewicht zwischen den verschiedenen Bakterienarten auf der Haut bedeutet oft eine gesunde Haut. Der Verlust dieser ausgewogenen Hautmikrobiota kann zu Krankheiten wie atopischer Dermatitis, Akne und Psoriasis führen. Da die Mikrobiota der Haut je nach Alter, Geschlecht, und Klima sowie Beruf des Einzelnen variieren kann, ist das Verständnis ihrer Zusammensetzung von entscheidender Bedeutung für die Identifizierung von Bakterien, die Hautkrankheiten verursachen, und für die gezielte Behandlung dieser Bakterien.
Die Kultivierung der Hautmikrobiota im Labor kann sich aus verschiedenen Gründen als schwierig erweisen, z. B. weil es nicht einfach ist, die einzigartige Umgebung der Haut nachzubilden, und weil es keine wirksamen Kultivierungsmethoden gibt. In einer aktuellen Studie, die in der Fachzeitschrift Alternatives to Animal Testing and Experimentation veröffentlicht wurde, gingen Forscher auf die Einschränkungen bei der Kultivierung der Hautmikrobiota ein, indem sie ein neuartiges Kultursystem entwickelten, das die Kultivierung verschiedener Hautbakterienarten im Labor ermöglicht.
Forscher rund um Associate Professor Yuuki Furuyama von der Tokyo University of Science, leitender Forscher der Studie, haben das erste komplexe Kultursystem entwickelt, das mehrere einheimische Hautbakterien in einem ausgewogenen Zustand kultivieren kann. Eine detaillierte Analyse der Biologie der einheimischen Hautbakterien, die den Zustand der menschlichen Haut beeinflussen, ist nun möglich. In Zukunft kann das System in der Forschung und Entwicklung von Kosmetika und Medikamenten für zahlreiche Hautkrankheiten eingesetzt werden.
Neues Medium ermöglicht gemeinsame Kultivierung wichtiger Hautbakterien
Da es schwierig ist, die Mikrobiota der Haut im Labor zu kultivieren, haben Forscher traditionell die Metagenomanalyse für ihre Untersuchung verwendet – ein Ansatz, bei dem das kombinierte Genom aller Bakterien einer Gemeinschaft extrahiert wird. Die metagenomische Analyse kann zwar nützliche Erkenntnisse liefern, ist aber möglicherweise nicht geeignet, um die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Arten aufzudecken.
Das neu geschaffene Wachstumsmedium mit der Bezeichnung „TUS Skin Bacteria Co-culture (TSBC)“-Medium kann es Forschern ermöglichen, mehrere Bakterien gemeinsam zu kultivieren und ihre Wechselwirkungen zu untersuchen. In der Studie kultivierten die Forscher erfolgreich vier Hautbakterien, nämlich Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus capitis, Cutibacterium acnes und Corynebacterium tuberculostearicum. Sie stellten fest, dass die bakterielle Zusammensetzung der im Labor gezüchteten Gemeinschaft ausgewogen war und den in der japanischen Haut vorkommenden Bakterien ähnelte.
Die Forschung über die einheimische Mikrobiota der Haut hat sich hauptsächlich auf metagenomische Analysen konzentriert, die keine Kulturmethoden beinhalten, oder auf die Analyse einzelner Bakterien in Reinkultur. Da jedoch in der tatsächlichen Hautumgebung mehrere Bakterien miteinander interagieren, hielten die Forscher ein Modellkultursystem für notwendig, das die Interaktionsbeziehungen reproduziert.
Maßgeschneiderte, präventive Lösungen, um eine gesündere, widerstandsfähigere Haut zu fördern
Die Mikrobiota der Haut ist hochgradig individuell und kann sogar zwischen verschiedenen Bereichen der Haut ein und derselben Person variieren. Hauteigenschaften wie Talggehalt, Feuchtigkeit und Trockenheit beeinflussen die Zusammensetzung der Mikrobiota. Diese neue Co-Kulturtechnik eröffnet Möglichkeiten zu untersuchen, wie interne und externe Faktoren, einschließlich Hautpflegeprodukte, die Mikrobiota an verschiedenen Hautstellen beeinflussen. Darüber hinaus kann zukünftige Forschung untersuchen, wie Hautpflegeroutinen die Mikrobiota verschiedener Ethnien und Hauttypen beeinflussen.
Da Hautempfindlichkeit und Erkrankungen wie Ekzeme aufgrund von Faktoren wie Klimawandel und Umweltstress weiter zunehmen, bietet ein ganzheitlicheres Verständnis des Ungleichgewichts der Mikrobiota der Haut einen Weg zu neuen Behandlungsmöglichkeiten. Durch die gezielte Beeinflussung der Mikrobiota können Forscher möglicherweise maßgeschneiderte, präventive Lösungen entwickeln, die eine gesündere, widerstandsfähigere Haut fördern, und so die Lebensqualität von Millionen von Menschen auf der ganzen Welt verbessern.