Hiroshima-Team entdeckt verborgene Kollagenschäden in der Haut

Subtile Veränderungen in der Struktur von Hautkollagen bereits deutlich vor jedem sichtbaren Zeichen einer Schädigung nachweisen lassen. Die am 16. Juli 2026 in ACS Nano veröffentlichte Studie zeigt, dass die molekulare Organisation und die supramolekulare Chiralität des dermalen Kollagens bereits kollabieren, bevor die sichtbare Ausdünnung oder Fragmentierung des Fasernetzwerks einsetzt. Die Ergebnisse haben klare Implikationen für Wundversorgung, regenerative Medizin, Biomaterialentwicklung und dermatologische Diagnostik.

Kollagen bildet ein hoch geordnetes, hierarchisch aufgebautes Netzwerk, das der Haut Struktur und mechanische Festigkeit verleiht. Klassische bildgebende Verfahren können sichtbare Abbauphänomene wie das Ausdünnen der Fasern oder den Verlust ihrer Vernetzung erkennen, diese Strukturausfälle stellen jedoch bereits verhältnismäßig späte Phasen des Gewebeumbaus dar. Das Team aus Hiroshima kombinierte fortgeschrittene optische Bildgebung mit chiroptischer Spektroskopie, einschließlich synchrotronbasiertem vakuum-ultraviolettem Zirkulardichroismus und mehrdimensionalem, mit Quantenkaskadenlasern betriebenem vibrationellem Zirkulardichroismus, um sowohl die Präsenz von Kollagen als auch dessen chirale strukturelle Kohärenz in ein und demselben Gewebeschnitt zu kartieren. Die Ergebnisse zeigten eine deutliche Entkopplung von Kollagenmasse und Strukturordnung: Die Gewebeproben behielten ihren Bulk-Kollagengehalt, obwohl die supramolekulare Chiralitätskohärenz bereits stark abgebaut war.

Katsuya Inoue, Professor am Institut WPI-SKCM² der Universität Hiroshima und korrespondierender Autor, ordnete den Befund als Beleg dafür ein, dass Kollagen als hierarchisches Material verstanden werden müsse, dessen Funktion von der Organisation über mehrere Größenordnungen abhänge, und nicht allein als sichtbares Fasernetzwerk. Ziel der Gruppe ist der Aufbau eines umfassenden Rahmens, der molekulare Chiralität, supramolekulare Organisation und makroskopische Gewebearchitektur integriert und damit einen Weg eröffnet, die Gewebeintegrität bereits vor einem irreversiblen Zusammenbruch zu bewerten. Die interdisziplinäre Kooperation umfasst Partner in Japan, Deutschland, den USA und Großbritannien, darunter das Hiroshima-Institut WPI-SKCM² und das Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme.

Das kommerzielle Signal wirkt in mehrere Märkte gleichzeitig. Auf klinischer Seite könnte die frühere Erkennung eines Kollagenabbaus Impulse für Wundversorgung, dermatologische Diagnostik und regenerative Medizin liefern. Auf der F&E-Seite erhalten Entwickler von Biomaterialien ein präziseres Auslesemuster für die Gewebeintegrität. Auf der Konsumentenseite gewinnen Kosmetik- und Anti-Aging-Produktentwickler einen neuen mechanistischen Zielpunkt: den Erhalt der Chiralität und nicht allein der Kollagenmasse.

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