Grazer Wissenschafter wollen Alterungsprozess umkehren

5. Juni 2017, 07:00
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Forschern ist es gelungen, Zellen wieder "aus dem Ruhestand zu reißen". Ein neu entwickelter Wirkstoff löste im Mausmodell eine unerwünschte Blockade auf

Täglich sind Körperzellen schädlichen Einflüssen ausgesetzt. Bei irreparablen Schäden der Zellen wird in der Regel ihr "Selbstmordprogramm", die Apoptose, eingeleitet. Dabei kann es aber auch zu einer Blockade kommen, so dass die Zellen nur noch im Sparmodus laufen und Entzündungen hervorrufen, oder sich zu Krebszellen entwickeln. Nun wurde eine Substanz identifiziert, die diese Blockade auflöst.

Mit zunehmendem Alter finden sich immer mehr Zellen im Körper, die sich nicht mehr teilen können. Diese sogenannten Seneszenten (von lat. senex für "Alter)" Zellen sind zwar noch stoffwechselaktiv, erfüllen aber ihre ursprüngliche Aufgabe nicht mehr und sind eigentlich im Ruhestand. Sie können aber noch negative Nebenwirkungen haben, indem sie Stoffe abgeben, die chronische Entzündungen in ihrer Umgebung verursachen, schildert Tobias Madl vom Institut für Molekularbiologie und Biochemie der Medizinischen Universität Graz.

Die allgemeine wissenschaftliche Meinung geht davon aus, das diese Art von Zellen zum biologischen Altern beitragen. Auch wisse man bereits, dass während der Krebsbehandlung mit Chemotherapie vermehrt seneszente Zellen auftreten, so Madl.

Zelltod nur begonnen

Der natürliche Vorgang zur Entfernung von alten, geschädigten und nicht mehr benötigten Zellen ist die Apoptose, ein Suizidprogramm der Zellen, das dafür sorgt, dass diese zugrunde gehen. Der Prozess kann jedoch fehllaufen. Die Forscher aus Graz und dem Erasmus Medical Center Rotterdam haben festgestellt, dass alternde Zellen die Phase des programmierten Zelltodes nur begonnen haben. Dann werde die biochemische Reaktion jedoch im laufenden Prozess blockiert – wodurch sich seneszente Zellen entwickeln können.

Ziel der weiteren Forschung der Wissenschafter war es, einen Weg zu finden, diese Blockade aufzulösen. "Gemeinsam haben wir eine Substanz identifiziert, die eine messbare verjüngende Wirkung hat, indem sie seneszente Zellen entfernt", fasst Madl die neuesten Forschungsergebnisse, die die Gruppe jüngst in der Zeitschrift "Cell" veröffentlicht hat, zusammen. Der Wirkstoff "FOXO4-DRI" war im Zellmodell im Labor auch in der Lage, Schäden, die im Laufe einer Chemotherapie entstanden sind, zu reparieren.

Die Forscher untersuchten u.a. Mäuse, deren Erbgut so verändert wurde, dass sie schnell alterten. "Im Mausmodell haben wir nach Gabe der Substanz über einen Untersuchungszeitraum von 30 Tagen mehrere positive Veränderungen beobachtet: Marker zeigten, an dass sich die Nierenfunktion verbessert hat, die Mäuse wurden deutlich agiler und der Allgemeinzustand hat sich deutlich verbessert. Das Fell wurde wieder dichter und glänzender", berichtet der Grazer Strukturbiologe.

Molekül entwickelt

Ausschlaggebend für die wissenschaftliche Entdeckung seien zwei Proteine: FOXO4 und p53, erklärte Madl. Erstere sammeln sich im Zellkern an und aktivieren eine Reihe von Genen, die dafür sorgen, dass sich die Zelle nicht mehr teilt. An der beschädigten DNA können diese regulatorischen Proteine an das Protein p53 gebunden sein. "Das führt dann dazu, dass die Zelle in den seneszenten Zustand versetzt wird", wie Madl beschreibt.

Die Forscher haben letztlich ein Molekül entwickelt, das die Bindung zwischen FOXO4 und p53 blockiert, so dass p53 freigesetzt wird und die seneszente Zelle entfernt wird. Erfolgreich waren sie mit einem Molekül, das aus einem Fragment von FOXO4 besteht. "Soweit unsere Untersuchungen ergeben haben, liegt der FOXO4-p53-Komplex nur in jenen Zellen mit einer signifikanten DNA-Schädigung vor", so Madl. Die Forscher gehen daher vorerst davon aus, dass die entwickelte Substanz FOX-DRI nicht in den Zyklus funktionierender Zellen eingreift. Gemeinsam mit einem internationalen Unternehmen arbeiten sie nun daran, "den Wirkstoff so zu verbessern, dass er beim Menschen eingesetzt werden kann". (APA, 5.6.2017)

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