Ein Wachhund gegen die Hautalterung

31. Dezember 2013, 12:36
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Der Markt der Anti-Aging-Produkte ist zwar unüberschaubar, ihre Wirkung freilich bleibt enden wollend - Wissenschafter der Boku Wien verfolgen nun einen alternativen Weg

Sie kommen mit den Jahren: Fältchen, Flecken und Schlaffheit. Nirgendwo ist bei Menschen der Alterungsprozess so deutlich ersichtlich wie an der Haut. Der Wunsch, diesen Zeichen der Zeit entgegenzuwirken, ist so alt wie die Zivilisation selber. Um das jugendliche Aussehen zu bewahren, griff man schon vor Jahrtausenden zu allerlei Salben und Mittelchen. Doch die Natur lässt sich hier kaum beeinflussen.

Eine Wiener Forschergruppe will nun die Hintergründe dieser Problematik im Rahmen eines neu gestarteten Projekts bis in die kleinsten Details studieren. Vor gut zwei Wochen wurde an der Universität für Bodenkunde (Boku) das Christian-Doppler-Labor für Biotechnologie der Hautalterung eröffnet. Man betreibt Grundlagenforschung mit Anwendungspotenzial für die kosmetische Praxis, erklärt Johannes Grillari im Gespräch mit dem Standard .

Grillari, der als Wissenschafter an der Boku tätig ist, wird das Labor zusammen mit seinem Kollegen Florian Gruber von der Medizinischen Universität Wien leiten. Beide Experten verfügen bereits über jahrelange Erfahrung auf dem Gebiet der Hautforschung. Vonseiten der Industrie ist der Chanel-Konzern am neuen Labor beteiligt. Er möchte die Untersuchungsergebnisse für die Entwicklung innovativer Kosmetika nutzen. Weitere Mittel kommen vom Wissenschafts- und Wirtschaftsministerium sowie von der Nationalstiftung.

Defekte durch UV-Strahlung

Hautalterung ist ein physiologisch äußerst komplexer Vorgang mit vielen noch unbekannten Aspekten. Wie so oft fängt alles mit der DNA an. Das Erbgut ist tagtäglich schädlichen Einflüssen ausgesetzt, vor allem in der Haut. UV-Strahlung und toxische Substanzen setzen den Doppelsträngen zu, reißen Bausteine heraus und führen manchmal sogar zum Vertauschen ganzer Gen-Abschnitte.

Dadurch entstehen Mutationen, Veränderungen im genetischen Code, der bekanntlich von der Basenabfolge in den langkettigen DNA-Molekülen abhängig ist. Auch bei der Replikation der Chromosomen im Verlauf einer Zellteilung können solche Defekte entstehen.

Mutationen sind nicht per definitionem schlecht. Die Veränderungen fungieren schließlich als Zündsatz der Evolution. Andererseits jedoch können sie Zellen auch zu unkontrollierter Teilung antreiben - mitunter der Beginn einer Krebserkrankung. In der Haut und den meisten anderen Organen haben Mutationen deshalb nichts verloren.

Zum Glück verfügt der Körper über eine ganze Reihe von Mechanismen zur Reparatur von DNA. Unablässig werden die Stränge auf Codefehler überprüft und diese gegebenenfalls von Spezialenzymen korrigiert. Aber manchmal gelingt die Beseitigung von Schäden nicht mehr. Oft sind dann die für die Reparaturenzyme selbst codierenden Gene von den Mutationen beeinträchtigt.

In solchen Fällen gibt es nur noch zwei Optionen: Entweder wird bei der betroffenen Zelle die Apoptose, eine vorprogrammierte Selbstzerstörung, eingeleitet, oder sie wird in einen Ruhezustand, die sogenannte Seneszenz, versetzt. Ziel dieser Maßnahmen ist die Verhinderung der Vermehrung von genetisch fehlgesteuerten Zellen. In ihnen könnten sich ungehindert weitere Mutationen ansammeln. Das Gefahrenpotenzial stiege unablässig.

Seneszente Zellen sind allerdings nicht gänzlich inaktiv. Sie schütten entzündungsfördernde Signalstoffe aus und produzieren auch verschiedene Kollagenasen, erläutert Johannes Grillari. Letztere dienen zur Umstrukturierung der extrazellulären Matrix, eines Netzwerks aus Kollagenfasern. Die Hautzellen liegen darin eingebettet, und sie hält die Flexibilität und Spannkraft der Haut als Ganzes aufrecht. Bei Schäden bereiten die Kollagenasen die Matrix auf die Regeneration vor, doch wenn nicht genug neue Zellen nachwachsen, kann der Prozess nicht abgeschlossen werden. Die Haut bleibt geschwächt und verliert an Elastizität.

Wie stark der Einfluss von seneszenten Zellen sein dürfte, hat eine Studie von US-amerikanischen und niederländischen Forschern aufgezeigt. Die Wissenschafter nutzten genetisch modifizierte Mäuse mit einer Veranlagung zu verfrühter Alterung als Modellorganismus. Bei diesen Nagern ließen sich entstehende seneszente Zellen mit dem Spezialwirkstoff AP20187 biochemisch zerstören.

Die Folgen waren erstaunlich. Behandelte Tiere lebten deutlich länger und litten sehr viel weniger unter typischen Alterserscheinungen als diejenigen, die kein AP20187 gespritzt bekamen (vgl. Nature, Bd. 479, S. 232). Die Vernichtung der seneszenten Zellen wirkte allem Anschein nach wie eine Art Jungbrunnen.

Frühes Entgegenwirken

Selbstverständlich ist ein solcher auf Gentechnik basierender Ansatz nicht bei Menschen praktikabel, doch es gibt eventuell andere Perspektiven. Möglicherweise lässt sich den von den seneszenten Zellen produzierten Stoffen mit anderen Substanzen, zum Beispiel aus Pflanzen, entgegenwirken, meint Johannes Grillari.

Oder man greift wesentlich früher ein, bevor die DNA irreparabel beschädigt wird und Zellen stillgelegt werden müssen. Einem besonderen Protein, unter Experten als ATM bekannt, könnte dabei eine Schlüsselrolle zukommen. "ATM ist ein Wachhund gegen DNA-Schäden", ist Grillari überzeugt.

Sobald diese auftreten, aktiviert das Protein mehrere Zellstoffwechselprozesse und Reparaturenzyme. Dabei wird auch SNEV mobilisiert, ein im Jahr 2000 von Johannes Grillari und anderen Wiener Wissenschaftern entdecktes Eiweißmolekül. Je weniger SNEV, erklärt der Altersforscher, desto mehr seneszente Zellen entstehen.

Die Aktivierung von SNEV unter Einfluss von ATM hat zumindest bei im Labor kultivierten Zellen eine lebensverlängernde Wirkung gezeigt (vgl. Aging, Bd. 4, S. 290). Überexpression des Proteins verstärkt diesen Effekt sogar, und bislang unveröffentlichten Studienergebnissen zufolge tritt bei Mäusen mit verringerter SNEV-Synthese nach UV-Bestrahlung und Chemikalienbelastung eine beschleunigte Hautalterung auf. Ohne ATM und SNEV ist eine effiziente DNA-Reparatur offenbar nicht möglich.

Beide Stoffe dürften somit für die Gesundheit der Haut von entscheidender Bedeutung sein. Vielleicht ist diese Erkenntnis ein erster Schritt auf dem Weg zur Entwicklung von wirklich effektiven Anti-Aging-Produkten. (Kurt de Swaaf , www.meduniwien.ac.at, DER STANDARD, 31.12.2013)

  • Was alt wird, bekommt Falten. Das ist, oberflächlich betrachtet, bei Äpfeln nicht anders als bei der menschlichen Haut.
    foto: ap/heather ainsworth

    Was alt wird, bekommt Falten. Das ist, oberflächlich betrachtet, bei Äpfeln nicht anders als bei der menschlichen Haut.

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