Team Boukamp: UV-induzierte Hautkrebsentwicklung und Hautalterung

Forschungsprofil

Das Team von Prof. Petra Boukamp untersucht die Prozesse der Carcinogenese (Krebsentwicklung) und des Alterns in der Haut. Dazu werden eigens dafür entwickelte Langzeit-Hautmodelle eingesetzt. Bevor das Team 2015 an das IUF kam, hat Petra Boukamp in ihrer Abteilung am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg mehrere Jahrzehnte auf den Gebieten der Hautbiologie und Hautkrebsentwicklung gearbeitet.

Forschungsschwerpunkt des Teams ist es, die zugrundeliegende Mechanismen zu verstehen, die aufgrund genetischer und umweltinduzierter Veränderungen zu Störungen in Regeneration und Homöostase der Haut beitragen und speziell solche zu identifizieren, die zur Hautkrebsentstehung führen. Ein Fokus dabei waren chromosomale Veränderungen und deren Entstehungsmodus (UV-induzierte Telomerverkürzung bzw. Induktion von Telomeraggregaten), sowie die Rolle spezifischer Mutationen. Ein weiterer Fokus, der auch weiterhin im Vordergrund steht, liegt auf der Entwicklung entsprechender in vitro Modelle im Bereich „Bioengineering“. Die ersten 3D organotypischen Kulturmodelle wurden mit dem Ziel entwickelt, die Struktur und Regulationsmechanismen der menschlichen Haut zu untersuchen, insbesondere im Hinblick auf die Epidermis und die menschliche epidermale Stammzelle als Garanten für die lebenslange Regenerationsfähigkeit. Die frühen Modelle basierten auf deepidermalisierter Dermis und Hydrogelen. Diese wiesen jedoch aufgrund selbstinduzierter Destruktion nur eine begrenzte Lebensdauer auf. Mittlerweile hat das Team eine neue Generation an 3D organotypischen Kulturmodellen (OTCs) entwickelt. Sie basieren auf Scaffold bzw. Cell-derived Matrix-basierten dermalen Äquivalenten und basieren darauf, dass in jedem Fall eine authentische dermale Matrix, also eine natürliche Umgebung gebildet wird. Diese Modelle sind reproduzierbar, kommen den Verhältnissen in humaner Haut sehr nahe und haben eine Lebenszeit von bis zu 6 Monaten. Somit sind sie exzellente Modelle zur Erforschung von Fragen zur Rolle von epidermalen Stammzellen während der normalen Regeneration, in der Wundheilung und für die Hautalterung. Zudem wurde ein OTK Skin Cancer Modell entwickelt, das als einen essentiellen Schritt der Tumorentstehung die Tumorzell-spezifische Invasion durch die Basalmembran in das darunterliegende Stroma erlaubt. Dieses Modell wird als Ergänzung zum HaCaT in vitro Modell für Fragen der Hautkrebsentwicklung herangezogen. Das nächste Ziel des Teams ist es, diese in vitro Hautmodelle dahingehend weiterzuentwickeln, dass sie nicht nur bei grundlegenden biologischen und medizinischen Fragestellungen, sondern auch im Bereich Umweltdermatologie eingesetzt werden können.