Epigenetik: Eine Wissenschaft (auch) für die Beauty-Branche

"Dafür kann ich nichts, das wurde mir vererbt!" Die gute alte Erklärung für bestimmte Faktoren, an denen die Gene "Schuld" sein sollen, ist überholt. Zwar sind wir (auch!) immer noch das genetische Produkt unserer Vorfahren. Aber – und diese Erkenntnis ist relativ neu – wir sind keine Marionetten unserer Gene und unserem Erbmaterial nicht machtlos ausgeliefert. Wir Menschen bestehen zwar auch aus genetischem Material, aber wir sind ja nicht nur unsere Zellen, sondern unsere Welt ist auch unsere Umwelt. Dabei ist so eine kleine Zelle eigentlich schon eine ganze Welt für sich: Auf über 20.000 Gene kann eine menschliche Zelle zugreifen – doch den Großteil schaltet sie ab. Wie funktioniert das, und welche Konsequenzen hat das An- und Abschalten der Gene? Antworten liefert die Epigenetik – und unser aktuelles Monatsthema, das die relativ junge Wissenschaft auch unter die "Beauty-Lupe" nimmt und erklärt, was Epigenetik mit Kosmetik zu tun hat.

Epigenetik ist ein ziemlich kompliziertes Thema – wieso sollte sich die Beauty-Branche dafür interessieren und sich mit den wissenschaftlichen Hintergründen der Epigenetik auseinandersetzen? Ganz einfach, aus aktuellem Anlass: In den (Beauty-)Medien ist nämlich neuerdings von "Epigenetischer Kosmetik" die Rede. Was heißt das? Kann Kosmetik etwa unsere Gene verändern? Oder sind es eher PR-Maßnahmen für Anti-Aging-Produkte? In unserem April-Monatsbeitrag versuchen wir, des "Pudels Kern" zu entdecken und graben mal ein wenig tiefer: Es geht darum, Zusammenhänge zu verstehen: Was kann ich verändern? Womit muss ich mich abfinden? Welche Möglichkeiten hat die Kosmetik? Wo liegen die Grenzen von Anti-Aging-Maßnahmen? Um diese Fragen beantworten zu können, begeben wir uns zuvor erst einmal gedanklich zurück zum Biologieunterricht und erinnern uns an Begriffe wie DNA, Genom und genetischer Code.

Wer verstehen möchte, was Epigenetik bedeutet, sollte vorab eine Idee davon haben, was Genetik eigentlich ist. Gene entscheiden, wie wir aussehen, welche Fähigkeiten wir haben und welche Krankheitsrisiken wir tragen. Drei Milliarden Buchstaben lang ist die DNA eines Menschen – und zwar jeweils in jeder Zelle! – , geschrieben aus einem Gewirr aus den Buchstaben A, T, G und C. Dahinter steckt der Name der Basen: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Seit 2003 ist die Buchstabenfolge entschlüsselt – doch das Verständnisdes Zusammenspiels der verschiedenen Genfunktionen bleibt rudimentär. Das Genom des Menschen, also die Summer aller 20.000 Gene, erklärt nämlich noch nicht, warum der eine dement wird und der andere labil auf Stress reagiert. Oder warum zwei Menschen zwar das gleiche Krebs-Gen haben, aber nur einer von ihnen auch an Krebs erkrankt. Oder warum eineiige Zwillinge mit derselben DNA nicht zu 100 Prozent gleich aussehen. Fest steht: In der Genomfunktion kommt es zu erblichen Veränderungen, ohne dass eine Abweichung in der DNA auftritt. Die Frage ist: Was ist programmiert, was von der Umwelt beeinflusst? Hier kommt jetzt die Epigenetik, das Bindeglied zwischen Umwelteinflüssen und Genen, ins Spiel.

Eines vorweg: Eines vorweg: Epigenetik ist eigentlich nichts Neues. Immerhin hat schon Aristoteles von "Epigenes" gesprochen (meinte damit allerdings die Entwicklung individueller organischer Formen aus formloser Substanz). Neu ist das wissenschaftliche Forschungsgebiet Epigenetik und die daraus gewonnenen Erkenntnisse, die alte Vererbungslehren über den Haufen zu werfen scheinen.

Der Begriff ist zusammengesetzt aus den Wörtern Genetik und Epigenese, also der Entwicklung eines Lebewesens. Die Wissenschaft der Epigenetik erforscht jene (Umwelt-)Faktoren, welche die Aktivität der Gene regulieren und deren Funktion individuell regulieren. Dabei entstehen keine Mutationen, das heißt: Die Gensequenz  (also der Kern, die DNA, genauer: die Reihenfolge der Basen A, T, C und G im Zellkern) wird nicht verändert. Warum ist das nötig? Der Mensch braucht eine flexible Anpassung an die Anforderungen des Lebens. So dient die unterschiedliche Genaktivität unter anderem der zeitlich flexiblen Steuerung des Stoffwechsels und des Immunsystems oder der Balancierung von Hormonen. Auch die Rhythmen des Lebens sind über die epigenetische Modifikation verankert.

Je nachdem, wo und wie diese Veränderungen in unserem Genom vorliegen, zeigen sich unsere persönlichen gesundheitlichen Herausforderungen (zum Beispiel auch Hautkrankheiten). Können wir aber die Epigenetik unserer Zellen wirklich beeinflussen? Und wenn ja, können wir "schlechte Veränderungen" in unserem Genom harmonisieren? Und was kann die Kosmetik dazu beitragen?

Die Epigenetik erklärt also, wie identische Erbinformationen dazu beitragen, dass unterschiedliche Zellen entstehen - oder gar ganze Lebewesen. "Aus einer menschlichen Stammzelle entstehen mehr als 200 ver­schiedene Gewebe. Das Epigenom bestimmt also die `Identität der Zelle`", sagt Dr. Vervoorts. Es ist eine Art Gedächtnis für Gene und bestimmt, welche verwendet und welche abgeschaltet werden. Eine Muskelzelle benutzt daher nur die Gene, die für ihre Arbeit wichtig sind. Eine Hautzelle wiederum benutzt einen ganz anderen Satz von Genen. Und das gleiche gilt für die Zellen von Herz, Niere, Hirn und allen anderen Organen. So sind alle Gene ständig im Gebrauch – aber niemals in einer einzelnen Zelle.

Epigenetische Mechanismen entscheiden aber auch darüber, ob ein Mensch eher dick oder dünn ist, ob er zu Krankheiten wie Krebs oder Diabetes neigt, ob seine Psyche robust oder labil ist. Genom und Epigenom sind deshalb am ehesten vergleichbar mit einem Klavier und dem Pianisten:

Jedes Piano bleibt nur ein stummes Möbelstück, wenn niemand das Instrument zum Klingen bringt. Die Qualität der Klänge wiederum liegt dabei weniger am Klavier selbst als an den Fähigkeiten des Pianisten (oder der Pianistin). Ähnlich liegen die Dinge im Erbgut: Erst die Umwelteinflüsse – sie stehen in unserem Bild für den Klavierspieler – sorgen für gute oder eben weniger gute Qualität der Musik. Zuständig für Inbetriebnahme oder Stilllegung der Gene (in der Musik: die Töne und die Pausen) sind mannigfaltige Umweltfaktoren. Die Epigenetik baut sozusagen eine Brücke zwischen dem Erbgut und der Umwelt.

Wie die Tastatur eines Klaviers ist das Erbgut in jeder Zelle eines Organismus identisch. Die Epigenetik bestimmt, welcher Teil davon abgelesen wird, also welches Lied auf der Tastatur gespielt wird. Wenn eine Klaviertaste nicht gespielt wird, heißt es nicht, dass es den dazugehörigen Ton nicht gibt. Er wird nur nicht aktiviert und ist deshalb nicht hörbar. Ähnlich verhält es sich mit unseren Genen: Das Gen selbst wird nicht verändert oder beschädigt, wenn es nicht aktiviert wird – es wurde nur durch eine chemische Markierung auf "Aus" geschaltet.

Wir wissen also: Gene allein sind nicht alles. Der Mensch ist mehr als die Summe seiner Gene! Gene steuern nicht nur, sondern sie werden auch gesteuert. Der genetische Code programmiert Menschen also nicht unveränderbar für den Rest ihres Lebens. Die Epigenetik hat Mitspracherecht. Dabei sind vor allem die ersten Lebensjahre und das Verhalten der Mütter in der Schwangerschaft entscheidend. Aber auch noch im Laufe des Lebens können Menschen das Zusammenspiel ihrer Gene und damit ihrer Möglichkeiten beeinflussen.

Die Epigenetik zeigt uns vor allem, dass kleine Dinge im Leben eines Menschen große Wirkung entfalten können. So wie sich die Körperzelle in ihr Gewebe eingliedert, stellt sich auch der Organismus auf seinen Lebensraum ein. "Das Genom codiert alle Möglichkeiten, die einer Zelle offen stehen. Doch es ist das Epigenom, das die Möglichkeiten zur Wirklichkeit werden lässt", resümiert Dr. Anja Vervoorts.

Anders formuliert: "Epigenetik verändert nicht die Gene, sondern das An- oder Abschalten von Genabschnitten", erklärt Prof. Michael Schmidt, Biochemiker und Hautexperte, der die Gebiete Wissenschaft und Kosmetik in seinem Unternehmen "Dermatolan" vereint hat. Konsequent weitergedacht bedeutet das: Wenn wir wissen, welche Genabschnitte bei Menschen mit vorzeitiger Alterung oder mit bestimmten Krankheiten oder mit auffälligen Verhaltensmustern vermehrt Stoppmoleküle in ihren Erbanlagen an immer den gleichen Stellen aufweisen, dann ist es denkbar, diese Signale gezielt zu manipulieren. "Das ist aber Zukunftsvision", so der vielseitige Experte. Lediglich in Einzelfällen gelinge das heute schon ansatzweise: So konnten etwa Forscher des Krebsforschungs-Zentrums in Heidelberg bei Krebspatienten ganz typische Verteilung von Stoppsignalen (also sogenannte  "Methylierungs-Muster") feststellen, die sich von denen gesunder Menschen unterscheiden. Den Forschern ist es gelungen, die Stoppsignale auf einigen Genabschnitten zu entfernen, die die Bildung von Immunzellen blockiert hatten. Solche ersten Anfangserfolge klingen zwar vielversprechend, sind allerdings therapeutisch noch nicht nutzbar. "Bis zur Entwicklung gezielter und vor allem nebenwirkungsarmer Epigenetik-Medikamente ist es noch ein weiter Weg", prognostiziert Prof. Schmidt. Weit, aber nicht unmöglich. Was heute schon unstrittig ist, sind die Auswirkungen von Umwelteinflüssen auf unsere Haut.

"Umwelteinflüsse haben nachgewiesenermaßen epigenetische Veränderungen an unseren Erbanlagen zur Folge", sagt Prof. Schmidt und beruft sich dabei auf eine Studie der Universität München und des Helmholtz Zentrums, nach der das Auftreten von Asthma, Diabetes, Fettleibigkeit und Krebs bei Kindern eindeutig durch schädigende Umwelteinflüsse sowie durch einseitige Ernährung und Rauchen während der Schwangerschaft gefördert werden. Das Fatale: Diese Gesundheitsrisiken werden an nachfolgende Generationen vererbt. "Die Forscher fanden mehr als 400 im gesamten Erbgut verstreute epigenetische Veränderungen, die bei den genannten Krankheiten eine Rolle spielen, sowohl bei den Müttern als auch bei den Kindern", ergänzt Biologe Schmidt. In ähnlicher Weise soll auch die Feinstaubbelastung in unserer Atemluft auf unser Erbgut wirken.

Auch zum Thema "Handystrahlung" gibt  es mehrere Studien, welche die Auswirkungen auf unsere Erbanlagen nachweisen, mit diffusen Auswirkungen auf die Gehirnzellen. "Da die Haut ein zentrales Steuerorgan ist, werden sich alle diese Auswirkungen direkt oder indirekt auch an unserer Haut zeigen", gibt Prof. Schmidt zu bedenken. Der Hautexperte ist überzeugt, dass die beobachtete Zunahme von Irritationen der Haut, von Allergien und Hauttrockenheit mit all seinen Folgen sicherlich ein Ausdruck der epigenetischen Veränderungen durch unsere moderne Lebensweise und Umwelteinflüsse ist. Wissenschaftler aus Italien und Finnland sollen bereits konkrete Nachweise der Einwirkungen von Handystrahlung auf die Funktion der Haut gefunden haben. "Demnach führen Handystrahlen zu einer epigenetischen Blockade der Kollagenproduktion in Fibroblasten sowie zu einer Störung der Basalzellteilungen und infolgedessen zu einer vorzeitigen Hautalterung", so Experte Schmidt.

Es gibt, laut Professor Schmidt, zumindest Anlass zur Hoffnung: "In einer Studie an 30 Männern mit Prostatakrebs zeigte sich, dass schon eine Umstellung der Lebensweise auf kohlenhydratarme Kost sowie eine spezielle Stressbewältigungs-Therapie mit Yoga und körperlicher Aktivität die Blockade von 400 Krebsgenen bewirkte." Damit sei die Krankheit zwar nicht besiegt, aber ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Epigenetik-Anwendung vollzogen. Denn wenn es durch vergleichbar "einfache" Maßnahmen gelinge, gesundheitsschädliche Gene abzuschalten, dann gebe das Hoffnung, durch entsprechende kosmetische Maßnahmen auch Einfluss auf epigenetische Blockaden zu nehmen. "So wäre es das Ziel zukünftiger Studien zu zeigen, dass zum Beispiel Entspannungsbehandlungen in der Kosmetikpraxis zu einer Aktivierung von Genabschnitten führen, die unsere Immunzellen stimulieren", schlussfolgert der Naturwissenschaftler und Kosmetikexperte. Denkbar sei auch, dass die beobachtete Verbesserung der Kollagenstruktur und der Abwehrkraft der Haut nach Erhöhung der Hautfeuchtigkeit unterhalb der Rein'schen Barriere auf epigenetische Veränderungen in Immunzellen und in Fibroblasten zurückzuführen sind.

Hier tut sich für die Beautyindustrie also ein spannendes Betätigungsfeld auf. Viele Kosmetikfirmen sehen darin eine Chance und unterstützen Forschungen auf dem Gebiet bei der Suche nach Wirkstoffen, die die Erbinformation der Hautzelle wieder nutzbar machen. Zwar steck die epigenetische Forschung in der Kosmetikbranche noch in den Kinderschuhen und hat noch einen weiten Weg vor sich. Aber schon heute ist es mehr als Utopie, dass die Kosmetikhersteller in den nächsten Jahren eine neue Generation von Anti-Aging-Cremes auf den Markt bringen, die "Schönmacher-Gene" aktivieren und so Alterungsprozesse verlangsamen können. Unsere Enkelkinder könnten davon profitieren!

Fazit: Nicht die Gene sind unser Schicksal, sondern vielmehr, was wir daraus machen. Vereinfacht gesagt: Wer den (epigenetischen) Schalter umlegen kann, hat das beste Anti-Aging-Programm. Und das geht direkt unter die Haut!

Dr. Anja Vervoorts studierte Biologie und promovierte an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf. Sie engagiert sich besonders für den wissenschaftlichen Nachwuchs und die Implementierung von Genderaspekten in die curriculare Lehre. Außerdem ist sie Mitglied der Ethikkommission der Medizinischen Fakultät sowie Mitglied und Gutachterin für verschiedene Fachgesellschaften.

Kontakt: e-mail: kontakt@dr-vervoorts.de

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