Hudens pigmentceller skyddar effektivt mot solstrålning och genetiska skador

Att vid enstaka tillfällen utsättas för solstrålning eller joniserad strålning, som vid cancerbehandling, påverkar troligen inte risken att utveckla hudcancer. Det antyds i en studie från Uppsala universitet där forskarna visat att celler i huden som producerar pigment vid bestrålning kan tolerera långvarig exponering av genetiska skador genom att växla mellan olika mognadsgrad.

I den aktuella studien har forskarna undersökt hur melanocyterna reagerar på dna-skador från joniserande strålning, det vill säga sådan strålning som används för att behandla cancer. Den ger upphov till liknande skador som solstrålning.

– Vi har studerat vävnadsprover av hud från cancerpatienter som genomgått strålbehandling. Proverna togs före, under och efter en serie av dagliga stråldoser under fem veckors tid. Vi fann att hudens melanocyter tolererar långvarig exponering av genetiska skador utan att gå under, säger artikelns försteförfattare Per Fessé, doktor vid Uppsala universitet och cancersamordnare på Region Gävleborg.

Utspridda i överhudens nedersta cellager, angränsande till underhuden, finns pigmentproducerande celler som kallas melanocyter. När huden utsätts för solljus exponeras cellerna för UV-strålning som kan skada deras arvsmassa, dna. För att skydda såväl cellerna i överhuden som underhuden bildar melanocyterna pigment som också sprids framför allt till de närmast omgivande cellerna i överhuden. På så sätt uppstår solbränna.

Solstrålningen ger upphov till så kallade fria radikaler som är farliga för arvsmassan och pigmenteringen skyddar cellerna genom att fånga upp de fria radikalerna. Trots detta uppkommer en del dna-skador som dessbättre mestadels repareras tillfredsställande. Men vid upprepad solbestrålning under många år ökar risken att oreparerade dna-skador ansamlas, vilket kan ge upphov till mutationer. De kan i sin tur omprogrammera de normala hudcellerna till tumörceller som förökar sig okontrollerat och leder till hudcancer. Den mest elakartade formen är malignt melanom, som uppstår om melanocyter omvandlas till tumörceller.

Hudens melanocyterna har olika mognadsgrad. I studien kunde forskarna visa att vid bestrålning mognar de omogna melanocyterna och drar igång pigmentsyntesen, som också förstärks i de redan mer mogna melanocyterna.

– Vad som händer efter att exponeringen för dna-skador avslutats har hittills inte beskrivits. Vi kunde konstatera att melanocyterna återgår till ett mera omoget stadium. Fem veckor efter avslutad strålbehandling är återigen ungefär trettio procent av melanocyterna i huden omogna, vilket är samma antal som före bestrålning, och solbrännan är så gott som borta. Vi tolkar det som att en enstaka längre sammanhållen period med solstrålning eller strålbehandling av huden ger ingen eller minimal risk för hudcancer, säger Per Fessé.

Forskarna visade också att melanocyter har en mycket lång livslängd vilket gör att varje cell riskerar upprepade solbestrålningar. Resultaten från studien talar starkt för att det är mest sannolikt att malignt melanom uppstår genom mutationer genererade av oreparerade solskador som ackumulerats över lång tid i de omogna melanocyterna.

– Vi vet också att solbestrålning då och då ger en ökad risk för utveckling av malignt melanom jämfört med kontinuerlig bestrålning. Det senare underhåller en ökad mognadsgrad av melanocyterna vilket ger en mindre sårbarhet för dna-skador, säger Per Fessé.

Det är sedan tidigare känt att celler som omger melanocyterna i överhuden vill beskyddas vid solbestrålning och att de använder molekylära signaler för att trigga melanocyterna att bilda pigment. I studien kunde forskarna identifiera två viktiga proteiner som används av de omgivande cellerna för att kontrollera mognadsgrader hos melanocyterna och som gör dem mycket toleranta mot dna-skador från både UV-strålning och joniserande strålning samtidigt som pigmentbildningen pågår.

– Detta faktum understryker det ömsesidiga beroendet mellan melanocyterna och omgivande celler i överhuden för att åstadkomma en skyddsmekanism mot solstrålning och genetiska skador. Det är här är kunskap som vi inte hade kunnat få fram genom laboratoriestudier av melanocyter i cellodlingar, säger Ingela Turesson som har lett studien.

Per Fessé, et al.; Human cutaneous interfollicular melanocytes differentiate temporarily under genotoxic stress, iScience, Volume 25, Issue 10, 2022, 105238, ISSN 2589-0042, https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.105238, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004222015103