Den Geheimnissen der Hai-Dermis auf den Grund gehen: Ein möglicher Durchbruch in der medizinischen Wissenschaft?

von Amir Hussein
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shark skin biochemistry

Im Marine Biological Laboratory in Woods Hole wird der Dornhai (Squalus acanthias), eine winzige Haiart, untersucht. Bildnachweis: Etty Bachar-Wikström

In ihren natürlichen Lebensräumen zeigen Haie eine außergewöhnliche Fähigkeit zur Wundheilung und weisen einen Erholungsgrad auf, der sie von anderen Wasserarten unterscheidet. Während diese Regenerationsfähigkeit im Labor noch gründlich überprüft werden muss, wird davon ausgegangen, dass bestimmte in der Haifischhaut vorhandene chemische Bestandteile für medizinische Anwendungen vielversprechend sind.

Biochemische Forschung der Hai-Dermis

Um diese Perspektiven zu erkunden, führte ein Team von Dermatologieexperten des schwedischen Karolinska-Instituts im Marine Biological Laboratory (MBL) in Woods Hole Forschungen zum Dornhai (Squalus acanthias) und anderen verwandten Knorpelfischarten durch. Ihr Ziel war es, in die spezielle Biochemie der Dermis dieser Lebewesen einzutauchen. Frühere Studien in verschiedenen Hailaboren haben bereits zur Erfindung eines neuartigen Antibiotikums und zur Identifizierung biochemischer Signalwege beigetragen, die für die Mukoviszidose-Forschung von entscheidender Bedeutung sind.

Das Forschungsduo Jakob Wikström, außerordentlicher Dermatologieprofessor und Hauptforscher an der Karolinska, untersuchte zusammen mit Etty Bachar-Wikström, einer leitenden Forscherin, am MBL den Hautschleim von zwei Haiarten und ihren Verwandten, den kleinen Rochen. Haie sind unter den Fischen aufgrund ihrer sandpapierartigen rauen Haut einzigartig, was Fragen über das Vorhandensein und die Beschaffenheit einer schützenden Schleimschicht auf ihrer Haut aufwirft.

Der Kettenkatzenhai (Scyliorhinus retifer) ist für seine Biofluoreszenz bekannt und eine der vier Elasmobranchierarten (bestehend aus Haien, Rochen, Rochen und Sägefischen), die für diese Eigenschaft bekannt sind. Bildnachweis: Jakob Wikström und Etty Bachar-Wikström

„Die Fischbiologie ist im Allgemeinen besser verstanden als die Haibiologie, vor allem aufgrund der einfachen Handhabung von Fischen und des größeren wirtschaftlichen Interesses, das sie auf sich ziehen“, erklärte Wikström. Obwohl Haie auch Fische sind, betonte er, dass sie zur Gruppe der Knorpelfische (Chondrichthyes) gehören und nicht zu den Knochenfischen (Osteichthyes), die die Mehrheit darstellen.

Ihre jüngsten Erkenntnisse zur Schleimschicht wurden im International Journal of Molecular Sciences veröffentlicht. „Unser Ziel mit dieser Veröffentlichung war es, eine detaillierte molekulare Charakterisierung der Haifischhaut bereitzustellen, eine Aufgabe, die bisher noch nicht gründlich untersucht wurde“, bemerkte Bachar-Wikström.

Die Untersuchung ergab, dass die Schleimschicht auf der Haifischhaut zwar äußerst dünn ist, sich aber chemisch von der von Knochenfischen unterscheidet. Sie erwähnte, dass der Schleim von Haien weniger sauer ist, einen neutralen pH-Wert hat und überraschenderweise chemisch gesehen mehr Ähnlichkeit mit dem Schleim bestimmter Säugetiere, einschließlich dem von Menschen, aufweist als mit dem Schleim von Knochenfischen.

Biomedizinisches Anwendungspotenzial

Diese Entdeckung untermauert die „einzigartige Natur der Hai-Molekularbiologie“, wie Wikström es ausdrückte. „Sie sind keine bloßen Wasserbewohner, sondern verfügen über besondere biologische Merkmale, die möglicherweise zu verschiedenen medizinischen Anwendungen für den Menschen führen könnten. Betrachtet man beispielsweise Mucine [Schleimhautproteine], ist es denkbar, neuartige topische Behandlungen für Wunden zu entwickeln.“ Als Beispiel für eine solche Innovation verwies er auf bestehende, aus Kabeljau gewonnene Wundversorgungsprodukte und deutete ein ähnliches Potenzial für aus Haien gewonnene Materialien an.

Bachar-Wikström betonte, wie wichtig es ist, diese bemerkenswerten Kreaturen zu verstehen, sowohl wegen ihrer Relevanz für die Humanmedizin als auch um Einblicke in ihre Überlebensmechanismen zu gewinnen. Sie betrachtet ihre Arbeit als „einen ersten Schritt zu einem tieferen molekularen Verständnis“.

Laufende Untersuchungen und zukünftige Aussichten

Wikström und Bachar-Wikström bereiten eine Reihe von Veröffentlichungen vor, um die einzigartigen biochemischen Merkmale dieser Arten weiter aufzuklären, zu denen der Kettenkatzenhai (Scyliorhinus retifer), der Zwergrochen (Leucoraja erinacea) und der Dornhai gehören. Von diesen bevorstehenden Studien wird erwartet, dass sie eine detaillierte Analyse der verschiedenen Zelltypen in der Dermis und eine detailliertere Untersuchung der heilenden Eigenschaften der Haifischhaut liefern.

„Arten, die evolutionär weit von uns entfernt sind, können immer noch wichtige Daten liefern, die für die menschliche Gesundheit relevant sind“, sagte Wikström.

Obwohl umfassende Forschung zu den Heilungsprozessen bei Zebrafischen existiert, ist seiner Meinung nach „die Wundheilung bei Haien noch nicht in gleichem Maße erforscht, was unsere Forschung aufgrund der unbekannten Faktoren, die wir möglicherweise aufdecken, besonders interessant macht.“ Es ist eine Erkundung wissenschaftlichen Neulandes.“

Die Forscher verdanken dem MBL die Bereitstellung wesentlicher Ressourcen, die ihre Forschung erleichtert haben, einschließlich des Zugangs zu einer umfangreichen Sammlung von Proben und der Fachkenntnis im Umgang mit diesen Arten. „Dieses Maß an Spezialwissen ist selten zu finden“, räumte Wikström ein.

Zitat: „Identification of Novel Glycans in the Mucus Layer of Shark and Skate Skin“ von Etty Bachar-Wikström, Kristina A. Thomsson, Carina Sihlbom, Lisa Abbo, Haitham Tartor, Sara K. Lindén und Jakob D. Wikstrom, 19. September 2023 , International Journal of Molecular Sciences.
DOI: 10.3390/ijms241814331

Die Studie wurde von HudFonden finanziell unterstützt.

Häufig gestellte Fragen (FAQs) zur Biochemie der Haihaut

Was ist das Besondere an der Biochemie der Haifischhaut?

Haifischhaut enthält chemische Verbindungen, die möglicherweise ein erhebliches biomedizinisches Potenzial haben. Im Gegensatz zu anderen Fischen haben Haie eine dünne Schleimschicht, die chemisch anders und weniger sauer ist und Ähnlichkeiten mit dem Schleim von Säugetieren, einschließlich menschlichem Schleim, aufweist, was zu neuartigen medizinischen Behandlungen führen könnte.

Welchen Beitrag leistet Haifischhaut zur medizinischen Forschung?

Die Forschung an Haifischhaut hat zur Entwicklung neuer Antibiotika und zu Erkenntnissen über Mukoviszidose geführt. Die einzigartigen Eigenschaften des Haischleims, wie etwa seine molekulare Ähnlichkeit mit menschlichem Schleim, könnten auch als Inspiration für innovative Wundversorgungsbehandlungen dienen.

Welche Arten werden auf ihre einzigartige Hautbiochemie hin untersucht?

Der Dornhai (Squalus acanthias) und der Kettenkatzenhai (Scyliorhinus retifer) gehören zu den Arten, die auf die einzigartigen biochemischen Eigenschaften ihrer Haut untersucht werden.

Wo wird die Biochemie der Haihaut erforscht?

Die Forschung wird von Dermatologieforschern des Karolinska-Instituts im Marine Biological Laboratory in Woods Hole durchgeführt.

Was sind die potenziellen Anwendungen der Haifischhautforschung in der Humanmedizin?

Zu den möglichen Anwendungen gehört die Entwicklung neuer topischer Behandlungen für die Wundversorgung, inspiriert von der Molekularbiologie des Haischleims, die aufgrund ihrer Ähnlichkeit mit menschlichem Schleim von Vorteil sein könnte.

Was macht das Marine Biological Laboratory (MBL) zu einem einzigartigen Ort für diese Forschung?

Das MBL verfügt über spezielle Ressourcen wie eine große Sammlung von Hai- und Rochenexemplaren und ein Expertenteam mit Erfahrung im Umgang mit diesen einzigartigen Arten, was weltweit eine seltene Kompetenz darstellt.

Mehr über die Biochemie der Haihaut

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4 Kommentare

Sarah K November 5, 2023 - 3:37 pm

Hey, weiß jemand, ob er ähnliche Forschungen an anderen Tieren durchführt? Es scheint, als kratzen wir nur an der Oberfläche dessen, was die Natur uns lehren kann.

Antwort
Emily R November 6, 2023 - 2:01 am

Ich muss sagen, es ist cool, wie der Artikel die einzigartigen Aspekte der Haibiologie hervorhebt. Ich freue mich immer, wenn die Wissenschaft die verborgenen Seiten dessen enthüllt, was wir für selbstverständlich halten.

Antwort
Mike Johnson November 6, 2023 - 9:58 am

Wirklich faszinierend, wie wir all diese neuen Dinge über Haie entdecken. Ich dachte, sie würden nur Maschinen fressen, aber es stellt sich heraus, dass ihre Haut wie eine medizinische Goldgrube ist?

Antwort
Dave L November 6, 2023 - 12:42 pm

Der Teil, dass der Schleim weniger sauer ist, ist interessant. Ich frage mich, wie sich das auf ihre Heilfähigkeiten auswirkt oder ob es nur eine weitere Sache ist, die Haie superhart macht.

Antwort

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