In einer aktuellen Studie der Beiersdorf AG (1) untersuchten Florian Spörl und Kollegen die Eignung des xCELLigence Systems von Roche Applied Science (SIX: RO, ROG; OTCQX: RHHBY) zur Beobachtung von Cholesterin-Reorganisationsprozessen in humanen Keratinozyten. Das xCELLigence System erlaubt die langfristige und nichtinvasive Überwachung der Cholesterinverteilung in der Zellmembran primärer humaner Keratinozyten in Echtzeit, durch Messung von Impedanzveränderungen der Zellen durch Mikroelektroden auf der Oberfläche einer 96-Well-Zellkulturplatte (E-Plate). Spörl et al. konnten damit die Wirkung einer Cholesterin-Reorganisation in der Zellmembran auf Proliferation und Differenzierung analysieren. Ihre Ergebnisse deuten auf einen streng kontrollierten Mechanismus hin, der die Cholesterinverteilung in der Membran in der frühen sowie der späten Phase der Keratinozytendifferenzierung steuert.
Cholesterin tritt in biologischen Membranen in abgegrenzten Mikrodomänen auf, die mit dem englischen Wort Lipid Rafts (deutsch etwa: "Lipidflöße") bezeichnet werden. Diese Lipid Rafts werden seit einiger Zeit mit verschiedenen Zellprozessen in Verbindung gebracht, beispielsweise mit der frühen Differenzierungsphase und der Apoptose humaner Keratinozyten. Bis heute bleibt die Untersuchung der dynamischen Cholesterinorganisation in der Plasmamembran schwierig - die zur Verfügung stehenden Techniken sind einfach limitiert. Spörl und Kollegen haben nun erstmals das impedanzbasierte xCELLigence System verwendet, um nichtinvasiv und in Echtzeit die Reorganisation von Cholesterin in der Membran und das Verhalten der Keratinozyten zu beobachten. Die Autoren stellen fest, dass die Verwendung dieses Systems zur Echtzeitanalyse von Zellen das Verständnis der Steuerung physiologischer Prozesse in Keratinozyten durch Cholesterin in der Zellmembran erweitern wird.
In einem ersten Schritt überprüften die Forscher die Eignung des xCELLigence Systems für die Beobachtung des normalen Zellwachstums primärer Keratinozyten. Dann führten sie Experimente durch, in denen sie den Cholesteringehalt der Membran künstlich erhöhten bzw. verringerten, und fanden heraus, dass Veränderungen der Zellimpedanz mit Veränderungen im Cholesteringehalt der Membran korrelierten. Sinkende oder steigende Impedanzwerte entsprachen nicht nur einer Verringerung bzw. Erhöhung des Cholesteringehalts, die Autoren konnten auch eine Korrelation der Zellimpedanz mit der cholesterinabhängigen lateralen Beweglichkeit in den Lipid Rafts zeigen. Abschließend konnten sie die physiologische Wirkung der Reorganisation des Cholesterins in der Membran detaillierter untersuchen und fanden, dass die proliferative Kapazität der primären Keratinozyten durch eine Senkung des Cholesteringehalts der Membran erhöht wurde.
In der späten Phase der Keratinozytendifferenzierung finden kalziumabhängige Veränderungen der Zellmorphologie statt. In der Beiersdorf-Studie konnten auch diese Differenzierungseffekte durch Messung der Zellimpedanz mit dem xCELLigence System abgebildet werden. Die Forscher untersuchten die Rolle des Cholesterins in der Zellmembran für die späte Phase der Keratinozytendifferenzierung weiter und beobachteten, dass der Differenzierungsmarker Keratin 2 von der Membranverteilung des Cholesterins reguliert wird. Durch Lipid Rafts vermittelte Signale könnten bei diesem Regulationsprozess eine Rolle spielen. Diese Ergebnisse wurden ergänzt durch die Beobachtung entsprechender differenzierungsabhängiger morphologischer Veränderungen mit dem xCELLigence System.
(1) Spörl F, Wunderskirchner M, Ullrich O, Bömke G, Breitenbach U, Blatt T, Wenck H, Wittern KP, Schrader A. Real-Time Monitoring of Membrane Cholesterol Reveals New Insights into Epidermal Differentiation. J Invest Dermatol 2009 Dec 31. [Onlinevorabveröffentlichung] PMID: 20043016
Über die Beiersdorf AG
Das Kosmetikunternehmen Beiersdorf AG hat seinen Sitz in Hamburg, beschäftigt weltweit mehr als 20.000 Mitarbeitende und erzielte 2009 einen Umsatz von 5,748 Mrd. Euro. Seit Dezember 2008 ist Beiersdorf im DAX gelistet. Mit NIVEA führt es die weltweit größte Haut- und Schönheitspflegemarke.* Daneben gehören unter anderem Eucerin sowie La Prairie, Labello, 8x4 und Hansaplast/Elastoplast zum international erfolgreichen Markenportfolio. Das Tochterunternehmen tesa SE ist einer der weltweit führenden Hersteller selbstklebender Produkt- und Systemlösungen für Industrie, Gewerbe und Konsumenten. Beiersdorf verfügt über mehr als 125 Jahre Erfahrung in der Haut- und Schönheitspflege und zeichnet sich durch innovative und qualitativ hochwertige Produkte aus.
* Quelle: Euromonitor, "Haut- und Schönheitspflegeprodukte ohne Parfums und Haarfarben nach Umsatz, 2008"
Cholesterin tritt in biologischen Membranen in abgegrenzten Mikrodomänen auf, die mit dem englischen Wort Lipid Rafts (deutsch etwa: "Lipidflöße") bezeichnet werden. Diese Lipid Rafts werden seit einiger Zeit mit verschiedenen Zellprozessen in Verbindung gebracht, beispielsweise mit der frühen Differenzierungsphase und der Apoptose humaner Keratinozyten. Bis heute bleibt die Untersuchung der dynamischen Cholesterinorganisation in der Plasmamembran schwierig - die zur Verfügung stehenden Techniken sind einfach limitiert. Spörl und Kollegen haben nun erstmals das impedanzbasierte xCELLigence System verwendet, um nichtinvasiv und in Echtzeit die Reorganisation von Cholesterin in der Membran und das Verhalten der Keratinozyten zu beobachten. Die Autoren stellen fest, dass die Verwendung dieses Systems zur Echtzeitanalyse von Zellen das Verständnis der Steuerung physiologischer Prozesse in Keratinozyten durch Cholesterin in der Zellmembran erweitern wird.
In einem ersten Schritt überprüften die Forscher die Eignung des xCELLigence Systems für die Beobachtung des normalen Zellwachstums primärer Keratinozyten. Dann führten sie Experimente durch, in denen sie den Cholesteringehalt der Membran künstlich erhöhten bzw. verringerten, und fanden heraus, dass Veränderungen der Zellimpedanz mit Veränderungen im Cholesteringehalt der Membran korrelierten. Sinkende oder steigende Impedanzwerte entsprachen nicht nur einer Verringerung bzw. Erhöhung des Cholesteringehalts, die Autoren konnten auch eine Korrelation der Zellimpedanz mit der cholesterinabhängigen lateralen Beweglichkeit in den Lipid Rafts zeigen. Abschließend konnten sie die physiologische Wirkung der Reorganisation des Cholesterins in der Membran detaillierter untersuchen und fanden, dass die proliferative Kapazität der primären Keratinozyten durch eine Senkung des Cholesteringehalts der Membran erhöht wurde.
In der späten Phase der Keratinozytendifferenzierung finden kalziumabhängige Veränderungen der Zellmorphologie statt. In der Beiersdorf-Studie konnten auch diese Differenzierungseffekte durch Messung der Zellimpedanz mit dem xCELLigence System abgebildet werden. Die Forscher untersuchten die Rolle des Cholesterins in der Zellmembran für die späte Phase der Keratinozytendifferenzierung weiter und beobachteten, dass der Differenzierungsmarker Keratin 2 von der Membranverteilung des Cholesterins reguliert wird. Durch Lipid Rafts vermittelte Signale könnten bei diesem Regulationsprozess eine Rolle spielen. Diese Ergebnisse wurden ergänzt durch die Beobachtung entsprechender differenzierungsabhängiger morphologischer Veränderungen mit dem xCELLigence System.
(1) Spörl F, Wunderskirchner M, Ullrich O, Bömke G, Breitenbach U, Blatt T, Wenck H, Wittern KP, Schrader A. Real-Time Monitoring of Membrane Cholesterol Reveals New Insights into Epidermal Differentiation. J Invest Dermatol 2009 Dec 31. [Onlinevorabveröffentlichung] PMID: 20043016
Über die Beiersdorf AG
Das Kosmetikunternehmen Beiersdorf AG hat seinen Sitz in Hamburg, beschäftigt weltweit mehr als 20.000 Mitarbeitende und erzielte 2009 einen Umsatz von 5,748 Mrd. Euro. Seit Dezember 2008 ist Beiersdorf im DAX gelistet. Mit NIVEA führt es die weltweit größte Haut- und Schönheitspflegemarke.* Daneben gehören unter anderem Eucerin sowie La Prairie, Labello, 8x4 und Hansaplast/Elastoplast zum international erfolgreichen Markenportfolio. Das Tochterunternehmen tesa SE ist einer der weltweit führenden Hersteller selbstklebender Produkt- und Systemlösungen für Industrie, Gewerbe und Konsumenten. Beiersdorf verfügt über mehr als 125 Jahre Erfahrung in der Haut- und Schönheitspflege und zeichnet sich durch innovative und qualitativ hochwertige Produkte aus.
* Quelle: Euromonitor, "Haut- und Schönheitspflegeprodukte ohne Parfums und Haarfarben nach Umsatz, 2008"
