Ein wissenschaftlicher Überblick
Die Epigenetik untersucht reversible, vererbbare Veränderungen in der Genexpression ohne Veränderungen der DNA-Sequenz. Im Bereich der dermatologischen Ästhetik und Hauterkrankungen hat die Epigenetik zunehmend an Bedeutung gewonnen, da externe Faktoren wie kosmetische Behandlungen, Umwelteinflüsse und Lebensstil tiefgreifende epigenetische Veränderungen induzieren können. Diese Veränderungen beeinflussen die Hautgesundheit, indem sie Hautkrankheiten wie Neurodermitis, Akne, Psoriasis, Urtikaria und Rosazea auslösen oder verstärken.
Epigenetische Mechanismen und Hautgesundheit
Epigenetische Mechanismen wie DNA-Methylierung, Histon-Modifikation und microRNA-Expression regulieren die Genexpression in der Haut und sind entscheidend für die Homöostase. Bei Hauterkrankungen wie Psoriasis und Neurodermitis wurden epigenetische Dysregulationen, wie Hypo- oder Hypermethylierung, nachgewiesen, die die Barrierefunktion der Haut beeinträchtigen (Reolid et al., 2021).
Epigenetische Prägung durch kosmetische Behandlungen
Kosmetische Verfahren oder invasive Behandlungen können epigenetische Muster verändern.
Barriere der Haut
Die Hautbarriere ist die erste Verteidigungslinie gegen physikalische, chemische und mikrobiologische Einflüsse. Sie setzt sich aus der Lipidmatrix, den Korneozyten und dem NMF zusammen.
Komponenten des NMF:
• Aminosäuren: Regulieren die Wasserbindungskapazität und den pH-Wert.
• Urea und Milchsäure: Unterstützen die enzymatische Aktivität, Hauterneuerung und das Mikrobiom.
• Mineralstoffe: Stabilisieren die Zellmembran und fördern die Hauthomöostase.
Barriere-Disruptoren: Tenside, Alkohol und Konservierungsstoffe in Kosmetika können die Lipidmatrix destabilisieren und die Funktion des NMF beeinträchtigen, was zu Trockenheit und Entzündungen führt.
Transdermaler Wirkstofftransport
Der transdermale Transport von Wirkstoffen durch die Hautbarriere ist entscheidend für die gezielte Modulation der Hautstammzellen. Technologien wie Exosomen, Nanopartikel, Liposomen, und Nanodispersionen ermöglichen eine präzise Freisetzung und tiefere Penetration der Wirkstoffe durch die Hautbarriere.
Exosomen: Exosomen fungieren als natürliche Nanotransporter, die Proteine, RNAs und lipophile Moleküle sicher durch die epidermalen Schichten transportieren können. Sie fördern die Zell-Zell-Kommunikation und können epigenetische Veränderungen in Hautstammzellen induzieren (Khan et al., 2022).
Nanopartikel: Nanopartikel steigern die Permeation durch das Stratum corneum und ermöglichen die kontrollierte Freisetzung von Wirkstoffen. Gleichzeitig können sie durch oxidative Prozesse Barriere-Schäden verursachen.
Liposomen: Liposomen als phospholipidbasierte Transportvehikel integrieren sich in die Lipidmatrix der Hautbarriere und ermöglichen eine schonende Abgabe von hydrophilen und lipophilen Wirkstoffen.
Nanodispersionen: Diese Systeme maximieren die Bioverfügbarkeit von Wirkstoffen und unterstützen den gleichmäßigen Transport durch die Epidermis, ohne die Hautbarriere zu schädigen.
Zell-Zell-Kommunikation der Hautstammzellen
Die Zell-Zell-Kommunikation ist zentral für die Regeneration der Haut. Exosomen und Nanotechnologien verstärken diese Kommunikation, indem sie epigenetische Informationen und Wachstumsfaktoren direkt zu den Zielzellen transportieren (Peng et al., 2021).
Technologien zur Verstärkung des transdermalen Wirkstofftransports
Der transdermale Transport von Wirkstoffen ist ein zentraler Ansatz in der modernen dermatokosmetischen Wissenschaft. Technologien wie Hydroporation, Photoporation, Nanoporation, Radiofrequenz & Magnetoporation bieten innovative Möglichkeiten, Wirkstoffe präzise und effizient in die tieferen Hautschichten zu transportieren. In Kombination mit dem tHermoCEUTICAL® Quatro Link System eröffnen sie neue Perspektiven für Synergieeffekte zwischen Galenik und physikalischen Methoden.
Hydroporation & Photoporation (JetPro Duo™)
Hydroporation & Photoporation sind nicht-invasive Techniken, die mechanische und lichtinduzierte Energie nutzen, um die Permeabilität der Haut zu erhöhen.
• Hydroporation: Mithilfe eines Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls werden mikroskopische Kanäle (Aquaporine) in die Haut geschaffen, die eine tiefere Penetration von Wirkstoffen ermöglichen. Diese Methode ist besonders effektiv bei der Förderung von großmolekularen Substanzen wie Hyaluronsäure und Peptiden.
• Photoporation: Lichtimpulse destabilisieren die Zellmembran vorübergehend, wodurch Wirkstoffe in die Epidermis und Dermis eindringen können. Die Kombination mit lichtsensitiven Formulierungen steigert die Wirksamkeit erheblich.
Radiofrequenz & Magnetoporation (DermWave Pro™)
Die DermWave Pro™-Technologie kombiniert Radiofrequenz mit Magnetoporation, um die Zellpermeabilität und den transdermalen Transport zu verbessern.
• Radiofrequenz (RF): Durch die Erwärmung der tieferen Hautschichten wird die Kollagensynthese angeregt und die Aufnahmefähigkeit der Zellen für Wirkstoffe erhöht.
• Magnetoporation: Elektromagnetische Felder induzieren reversible Poren in der Zellmembran, wodurch sowohl hydrophile als auch lipophile Substanzen effizient transportiert werden können. In Kombination mit Galenik-Formulierungen können die Penetrationstiefen präzise gesteuert werden.
Nanoporation (Feather Touch™)
Die Nanoporations-Technologie, wie sie im Feather Touch™-System implementiert ist, nutzt Nano-Silicon-Hohlpyramiden zur kontrollierten Öffnung der Hautbarriere.
• Mechanismus: Nanoskalare Silicon-Hohlpyramiden durchdringen die oberste Hautschicht, ohne Schmerzen oder Schäden zu verursachen, und schaffen temporäre Kanäle für die Wirkstoffpenetration.
• Kombination mit Galenik: Angepasste Nanodispersionen oder Liposomen sorgen für eine präzise Freisetzung der Wirkstoffe direkt an der Zielstelle.
Synergie mit dem tHermoCEUTICAL® Quatro Link System
Das tHermoCEUTICAL® Quatro Link System kombiniert biotechnologische Galeniken mit epigenetischen Wirkstoffen und exosomale Technologie, um die Zellkommunikation zu fördern und regenerative Prozesse anzuregen. In Verbindung mit transdermalen Technologien wie Hydroporation, Magnetoporation und Nanoporation entstehen folgende Vorteile:
Optimierte Wirkstoffabgabe: Die Synergie von thermischen und elektromagnetischen Wellen mit Galenik (z. B. DMS®, Liposomen, Nanopartikel) ermöglicht eine gleichmäßige und gezielte Verteilung von Wirkstoffen.
Erhalt der Hautbarriere: Durch die nicht-invasive Natur dieser Technologien bleibt die Barrierefunktion der Haut intakt, während die Wirkstoffe in tiefere Schichten transportiert werden.
Kombinationseffekte: Wärme & Radiofrequenz verbessern die Mikrozirkulation, während die Photoporation lichtempfindliche Rezeptoren der Zellen aktiviert und so die Effizienz der Wirkstoffaufnahme steigert.
Synergie von Galenik, Licht und elektromagnetischen Wellen
Die Galenik spielt eine entscheidende Rolle, um die Effizienz der oben genannten Technologien zu maximieren. Beispiele:
• Nanopartikel & Liposomen: Diese Formulierungen erhöhen die Stabilität und Zielgenauigkeit der Wirkstoffe bei Einsatz von Photoporation oder Magnetoporation.
• pH- und Osmolaritätsoptimierung: Die Anpassung an die physiologischen Bedingungen der Haut fördert die Zellakzeptanz und minimiert Irritationen.
• Licht- & Wärmekombinationen: Galenische Formulierungen mit lichtsensitiven Inhaltsstoffen (z. B. Bakuchiol, Peptide, Resveratrol) profitieren von Photoporation und thermischen Technologien, die ihre Bioverfügbarkeit erhöhen.
Schlussfolgerung
Epigenetische Mechanismen sind zentrale Regulatoren der Hautgesundheit und vielversprechende Ziele für kosmetische und therapeutische Behandlungen. Forschungen sollten sich auf die Entwicklung von Produkten konzentrieren, die gezielt epigenetische Veränderungen modulieren, um Hautkrankheiten zu behandeln oder ästhetische Verbesserungen zu erreichen.
Innovative Technologien wie Exosomen, Nanodispersionen und Liposomen eröffnen neue Möglichkeiten für den transdermalen Transport von Wirkstoffen, ohne die Hautbarriere zu schädigen. Gleichzeitig spielen die DMS®-Technologie und die Erhaltung der NMF-Komponenten eine zentrale Rolle beim Schutz und der epigenetischen Modulation der Hautstammzellen. Die Herausforderung bleibt, Barriere-Disruptoren zu vermeiden und die Balance zwischen Penetration und Barriereerhalt zu gewährleisten.
Die Kombination aus modernen Technologien wie JetPro Duo™, DermWave Pro™, Feather Touch™ und dem tHermoCEUTICAL® Quatro Link System mit innovativer Galenik eröffnet neue Dimensionen im transdermalen Wirkstofftransport. Diese Synergien ermöglichen nicht nur eine tiefere Penetration und präzisere Wirkstoffabgabe, sondern auch den Erhalt der Barrierefunktion und die Förderung der Regeneration. Dies markiert einen Meilenstein in der dermatokosmetischen Therapie und regenerativen Medizin.
Literaturverzeichnis
1. Delcuve, G. et al. (2009). Epigenetic control. Journal of Cellular Physiology, 219.
2. Khan, M. et al. (2022). Exosome-Mediated Response to Cancer Therapy: Modulation of Epigenetic Machinery. International Journal of Molecular Sciences, 23.
3. Cabrera-Licona, A. et al (2021). Deciphering the epigenetic network in cancer radioresistance. Radiotherapy and oncology: journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology.
4. Wang, J. et al. (2017). Exosome-Based Cancer Therapy: Implication for Targeting Cancer Stem Cells. Frontiers in Pharmacology, 7.
5. Peng, Q. et al. (2021). A Perspective of Epigenetic Regulation in Radiotherapy. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 9.
6. Reolid, A. et al (2021). Epigenetics in Non-tumor Immune-Mediated Skin Diseases. Molecular Diagnosis & Therapy, 25, 137 – 161.
7. Yi, J. et al. (2021). Epigenetic‐modifying therapies: An emerging avenue for the treatment of inflammatory skin diseases. Experimental Dermatology, 30.
8. Mervis, J. et al. (2019). Epigenetic therapy and dermatologic disease: moving beyond CTCL. Journal of Dermatological Treatment, 30, 68 – 73.
9. He, J. et al. (2021). Application of epigenetics in dermatological research and skin management. Journal of Cosmetic Dermatology, 21, 1920 – 1930.
10. Jabs, HU. (2024). Exosomes in Dermatological Aesthetics & Cosmetic Skin Care. J Clin Dermatol Ther 10:147.
Dr. Hans-Ulrich Jabs, MD, PhD, MACP-ASIM
American College of Physicians – American Society of Internal Medicine
Facharzt für Innere Medizin, Geriatrie & Biochemiker
Senior Medical Advisor, Landsberg Academy, Malta
©2024, Dr. HU Jabs