Light repair – zusätzlicher Schutz vor Sonnenschäden
Das Wirkprinzip des DNA-Reparatur-Enzyms Photolyase, das in neuartigen Sonnenschutzpräparaten enthalten ist, erläutert Prof. Dr. Jean Krutmann, Institut für Umweltmedizinische Forschung der Univ.-Hautklinik Düsseldorf.
Herr Professor Krutmann, was versteht man unter dem „light repair“ oder Photoreaktivierung genannten Reparaturmechanismus der Haut?
Krutmann: Bereits nach 20-minütiger Sonneneinstrahlung entstehen Schäden an der Erbsubstanz in unseren Hautzellen. Sie werden durch ein Reparatursystem, die „dark repair“, gleich wieder repariert, indem UV-induzierte Cyclobutan-Pyrimidin-Dimere aus der DANN ausgeschnitten und durch gesunde DNA-Abschnitte ersetzt werden. Die Potenz dieses körpereigenen Systems ist allerdings begrenzt. Davon unterscheidet man die „light repair“, die beim Menschen endogen nicht abläuft, wohl aber bei primitiveren Organismen wie bestimmten Bakterien und Algen oder auch in der Haut verschiedener Säugetiere. Im Gegensatz zur „dark repair“ ist an diesem Reparaturmechanismus nur ein einziges Enzym beteiligt, die Photolyase. Dieses Enzym ist in der Lage, DNA-Schäden zu erkennen, spezifisch an sie zu binden und den Schaden zu beheben. Dafür muss dem Enzym Energie in Form von sichtbarem Licht zugeführt werden.
Wie genau wirkt dieses DNAReparaturenzym in UV-B-bestrahlten Hautzellen?
Krutmann: Photolyase ist in der menschlichen Haut nicht natürlich vorhanden. Durch einen Trick kann das Enzym heute aber in aktiver Form in die Epidermis eingebracht werden, indem das relativ große Molekül in Liposomen verpackt wird. So kann es durch die Hornschicht dringen und wird in Hautzellen aufgenommen. Dort wird die Lipidschicht aufgelöst und das Enzym freigesetzt. Es wandert in den Zellkern, wo es die durch UV-B verursachten Verklebungen benachbartrer Thfyminbasen bzw. die entstandenen Pyrimidin-Dimere mit Cyclobutan-Ring erkennt, die Vernetzung auflöst und dann von der reparierten Stelle zur nächsten Verklebung springt. Dieser Mechanismus ist wesentlich schneller und effektiver als die „dark repair”, da die DNA nicht aufgeschnitten wird und keine neuen Basenpaare bereitgestellt werden müssen.
Unter Einfluss von Licht werden durch Photolyase also die Vernetzungen von Basen innerhalb unserer Erbsubstanz rückgängig gemacht und so wird Schäden vorgebeugt, die ansonsten durch das dauerhafte Fortbestehen dieser Verklebungen ausgelöst würden. Das Vorhandensein der Dimere ist quasi der Ausgangspunkt dafür, dass zum einen Hautkrebs entsteht, zum zweiten Immunsuppression ausgelöst wird und drittens bestimmte biochemische Veränderungen in der Haut eingeleitet werden, die zur Lichtalterung mit Faltenbildung führen.
Wir haben diesen Hautschutzmechanismus in eigenen Untersuchungen an Probanden nachweisen können. In geringfügig ÜV-B-bestrahlter Gesäßhaut haben wir nach der Applikation von liposomal verkapseiter Photolyase gesehen, dass es zu einem etwa 50% igen Rückgang der UV-B-induzierten DNA-Schäden und in der Folge zu einer 100% igen Verhinderung immunsuppressiver Effekte gekommen ist. Da durch Einwirkung der Photolyase die UV-B-induzierte Immunsuppression vollständig aufgehoben wird, behält das Immunsystem seine Fähigkeit, mutierte Hautzellen zu zerstören und die Haut vor der Bildung von Hautkrebs zu schützen. Außerdem haben wir festgestellt, dass Photolyase auch die Aktivierung des Enzyms Kollagenase verhindert und damit dem zentralen Mechanismus bei der Lichtalterung der Haut entgegenwirkt.
Eine neue Generation von Sonnenschutz-Präparaten wie etwa Ladival® med enthält neben UV-Filtern auch liposomal verkapselte Photolyase. Welchen Nutzen hat dies?
Krutmann: Bei topischer Applikation der Photolyase in Form dieser neuen Hautpräparate werden Schäden an der Erbsubstanz, die trotz UV-Schutz während des Sonnenbads aufgetreten sind, repariert. Dadurch wird verhindert, dass weitere Folgeschäden auftreten. Das ist schließlich das, was den Anwender letztlich interessiert. Sein Risiko für Hautkrebs, das mit jedem Sonnenbad einhergeht, wird vermindert, das Immunsystem der Haut geschützt und der vorzeitige Alterungsprozess verhindert. Gerade der Schutz vor vorzeitiger Faltenbildung durch Sonnenbäder ist für viele Menschen ein sehr wichtiger Punkt.
Photolyasehaltige Hautpräparate sind als Sonnenschutzmittel mit zwei verschiedenen Lichtschutzfaktoren (Ladival® med Sonnenschutz-Fluid LSF 15 und 20) und als After-Sun-Produkt (Ladival® med Aktivpflege-Fluid) auf dem Markt. Der Anwender profitiert von einem doppelten Sonnenschutz durch zwei Wirkprinzipien: prophylaktisch wirkende UV-Filter und gleichzeitig das aktive Reparaturprinzip der Photolyase. Wenn also trotz UV-Filter DNA-Schäden auftreten, werden sie sofort rückgängig gemacht. Erytheme und Sonnenbrand werden verhindert. Das After-Sun-Fluid setzt diesen Prozess auch nach dem Sonnenbad fort und lässt UV-induzierte Erytheme rascher abklingen.
Für welche Personen bzw. für ‘welche Hauttypen sind photolyasehaltige Sonnenschutz- und Pflegepräparate besonders zu empfehlen?
Krutmann: Im Grunde sollte die jeder anwenden, der sich häufig in der Sonne aufhält und vorzeitiger Hautalterung vorbeugen oder sein Hautkrebsrisiko verringern will. Kontraindikationen gibt es nicht. Zu empfehlen sind die neuen Hautschutzmittel vor allem auch für alle, die einen besonders intensiven Sonnenschutz benötigen: Menschen mit Hauttyp l, d. h. mit heller Haut, blauen Augen und rötlichen Haaren, die immer einen Sonnenbrand bekommen und nicht braun werden, oder Menschen mit Hauttyp 2, die leicht einen Sonnenbrand entwickeln und nur schlecht pigmentieren.