Wiener Forscher klären Mechanismus hinter frühzeitiger Alterung auf

7. Oktober 2015, 14:02
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Von 8-Jährigen, die wie 80 aussehen: Wiener Forscher untersuchen die Progerie – eine Krankheit, von der es nur 200 bekannte Fälle und keine Heilung gibt

Progerie ist der Fachbegriff für eine Erkrankung, die Kinder zehnmal schneller altern lässt. Durchschnittlich sterben sie bereits im Alter von 14 bis 15 Jahren – häufig an Herzinfarkten und Schlaganfällen. Bisher gibt es keine Heilung für die Krankheit, auch die genauen Ursachen des beschleunigten Alterungsprozesses sind unbekannt.

Diese aufzuklären haben sich Forscher der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien zur Aufgabe gemacht. In ihrer neuesten Studie beschreiben die Wissenschafter nun einen bisher unbekannten Mechanismus hinter den Symptomen der Progerie und liefern damit neue Ansätze für die Therapie der Krankheit.

200 Fälle bekannt

Kleine Kinder gefangen in einem alten Körper – so könnte man Progerie beschreiben. Bei der Geburt ist von der vorzeitigen Alterungskrankheit noch nichts zu bemerken. Erst im Alter von ein bis zwei Jahren beginnen die Betroffenen plötzlich vorschnell zu altern. Weltweit sind rund 200 Fälle bekannt, allein in Indien sind es geschätzt zirka 80 Betroffene.

Im Jugendalter leiden sie dann bereits an typischen Alterserscheinungen wie brüchigen Knochen, steifen Gelenken und schweren Herzkreislauferkrankungen. Die meisten Patienten sterben noch bevor sie ihre Zwanziger erreichen an einem Schlaganfall oder Herzinfarkt. Eine medikamentöse Behandlung mit sogenannten FTIs (Farnesyltransferase-Inhibitoren) ist möglich. Diese Arzneimittel, ursprünglich für die Krebstherapie entwickelt, verbessern einige Aspekte der Krankheit wie Knochenstruktur und Arteriensteife und verlängern die Lebenserwartung um mindestens 1,6 Jahre, Heilung bringen sie aber keine.

Ursache: Hormon Progerin

Ein Großteil der Symptome der Progerie wird von einem Protein namens Progerin verursacht, das in extrem hohen Konzentrationen in Zellen von Patienten vorliegt. Progerin ist eine fehlerhafte Version von Lamin A, welches normalerweise den Zellkern stabilisiert und an wesentlichen Kernfunktionen beteiligt ist.

Wie Progerin seine Wirkung genau entfaltet untersuchen Roland Foisner und sein Team an den Max F. Perutz Laboratories, einem Joint Venture der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien. Sie erforschen die molekularen Funktionen von Kern-Laminen und deren fehlerhaften Formen wie Progerin sowie die damit verbundenen Krankheiten.

"Vor einigen Jahren fanden wir und andere Forschungsgruppen, dass in Progerie-Zellen wesentlich weniger LAP2α vorkommt als in normalen Zellen. LAP2α steht im Wechselspiel mit Lamin A um die Zellproliferation, also die Zellvermehrung, zu regulieren. Interessanterweise verringert sich die Menge an LAP2α in unseren Zellen wenn wir älter werden", sagt Foisner.

Gemeinsam mit dem NIH National Cancer Institute (USA) entwickelten die Wiener Forscher eigens eine neue Zelllinie mit der sich Progerie im Labor nachstellen lässt. Gerüstet mit diesem Werkzeug machten sie sich an die Untersuchung der molekularen Ursachen der Progerie. "Im Vergleich zu normalen Zellen waren die Mengen an LAP2α in den Progerie-Zellen viel niedriger. Gaben wir ihnen aber LAP2α, konnten sich die Zellen wieder normal vermehren. Das gleiche passierte auch in Zellen aus Patientenproben", sagt Forscherin Sandra Vidak.

Unerwartetes Zusammenspiel

Die weiteren Experimente hielten eine echte Überraschung bereit: LAP2α wirkt über völlig unterschiedliche Mechanismen vergleicht man Progerie- und normale Zellen. In letzteren gibt es einen frei im Zellkern vorliegenden Lamin A Pool an den LAP2α binden kann. Dies verlangsamt die Proliferation, während zu niedrige LAP2α Mengen zu überhöhter Zellvermehrung führen.

Bei Progerie tritt hingegen genau das Gegenteil ein: bei wenig LAP2α vermehren sich die Zellen viel langsamer und treten zu früh in den zellulären Alterungsprozess ein. Ursache hierfür ist der fehlende freie Lamin A Pool im Zellkern. LAP2α schien also in Progerie-Zellen über einen ganz anderen Mechanismus zu funktionieren. Ergebnisse früherer Studien hielten letztlich des Rätsels Lösung parat.

"Alle Zellen sind von einem Material umgeben, das sie strukturell unterstützt. Wir nennen es extrazelluläre Matrix oder kurz ECM. Frühere Untersuchungen hatten gezeigt, dass Progerin die Produktion von ECM-Proteinen negativ beeinflusst und so zu einer gestörten Zellumgebung und langsamerer Proliferation beiträgt. Wir konnten nun zeigen, dass das im Zusammenhang mit den niedrigen LAP2α Mengen steht. Gaben wir Progerie-Zellen LAP2α, hatten sie wieder eine intakte ECM, vermehrten sich normal und traten nicht in den zellulären Alterungsprozess ein", beschreibt Vidak ihre Ergebnisse.

Die Erkenntnisse der Studie, warum und wie Progerin die Produktion von ECM-Proteinen und die normale Proliferation beeinträchtigt, eröffnet neue Wege zur Entwicklung spezifischer therapeutischer Strategien zur Behandlung von Progerie. Da die frühzeitige Alterung bei Progerie in vielen Aspekten der normalen Alterung gleicht, erlauben die Ergebnisse auch Rückschlüsse auf die zellulären Vorgänge während des normalen Alterungsprozesses. (red, 7.10.2015)

  • Der 17-jährige Nihal aus Indien und die 4-jährigen Zoey aus den Vereinigten Staaten – beide leiden an Progerie.
    foto: progeria research foundation/meduni wien

    Der 17-jährige Nihal aus Indien und die 4-jährigen Zoey aus den Vereinigten Staaten – beide leiden an Progerie.

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