Alter ist nicht nur eine Zahl
Die Fachzeitschrift eLife veröffentlichte Forschungsarbeit des Forschungsprogramms Epigenetik der Babraham-Institute in Cambridge, die eine dort entwickelte Methode beschreibt, mit der es gelingt, menschliche Hautzellen einen Zeitsprung von 30 Jahren machen zu lassen. Einfach ausgedrückt gelingt es dadurch die Uhr des Alterns von Zellen zurückzudrehen wird, ohne dass diese ihre spezielle Funktion verlieren. Auch wenn sich diese Forschungsarbeit noch in einem frühen Stadium befindet, so könnten die daraus gewonnen Erkenntnisse die regenerative Medizin revolutionieren.
Was ist regenerative Medizin?
Mit zunehmendem Alter nimmt die Funktionsfähigkeit unserer Zellen ab, und das Genom weist Alterungsspuren auf. Die Regenerationsbiologie zielt darauf ab, Zellen zu reparieren oder zu ersetzen, auch alte Zellen. Eines der wichtigsten Instrumente der Regenerationsbiologie ist unsere Fähigkeit, “induzierte” Stammzellen zu erzeugen. Dieser Prozess ist das Ergebnis mehrerer Schritte, bei denen jeweils einige der Merkmale, die die Zellen spezialisieren, gelöscht werden. Theoretisch haben diese Stammzellen das Potenzial, sich in jeden Zelltyp zu verwandeln, aber die Wissenschaftler sind noch nicht in der Lage, die Bedingungen für die Neudifferenzierung von Stammzellen in alle Zelltypen zuverlässig zu schaffen.
Das Forschungsteam untersuchte daher verschiedene Messgrößen für das Zellalter, wie die epigenetische Uhr, bei der chemische Markierungen im gesamten Genom das Alter anzeigen sowie das Transkriptom, darunter versteht man alle von der Zelle produzierten Genabschriften. Nach diesen beiden Maßstäben entsprachen die reprogrammierten Zellen dem Profil von Zellen, die im Vergleich zu Referenzdatensätzen 30 Jahre jünger waren.
Die möglichen Anwendungen dieser Technik hängen davon ab, dass die Zellen nicht nur jünger aussehen, sondern auch wie junge Zellen funktionieren. Fibroblasten produzieren Kollagen, ein Molekül, das in Knochen, Haut, Sehnen und Bändern vorkommt und dazu beiträgt, dem Gewebe Struktur zu verleihen und Wunden zu heilen. Die verjüngten Fibroblasten produzierten mehr Kollagenproteine im Vergleich zu Kontrollzellen, die nicht umprogrammiert wurden. Fibroblasten wandern auch in Bereiche, die repariert werden müssen. Die Forscher testeten die teilweise verjüngten Zellen, indem sie einen künstlichen Schnitt in einer Zellschicht in einer Schale erzeugten. Sie stellten fest, dass die behandelten Fibroblasten schneller in die Lücke wanderten als ältere Zellen. Dies ist ein vielversprechendes Zeichen dafür, dass diese Forschung eines Tages dazu genutzt werden könnte, Zellen zu schaffen, die besser in der Lage sind, Wunden zu heilen.
In Zukunft könnte diese Forschung auch andere therapeutische Möglichkeiten eröffnen; die Forscher beobachteten, dass ihre Methode auch Auswirkungen auf andere Gene hatte, die mit altersbedingten Krankheiten und Symptomen in Verbindung stehen. Das APBA2-Gen, das mit der Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht wird, und das MAF-Gen, das bei der Entstehung des Grauen Stars eine Rolle spielt, zeigten beide Veränderungen in Richtung jugendlicher Transkription.
Allerdings ist noch der Mechanismus, der hinter der erfolgreichen vorübergehenden Umprogrammierung steht, nicht vollständig geklärt… Aber, so die britischen Forscher, “unsere Ergebnisse sind ein großer Schritt nach vorn in unserem Verständnis der Zellreprogrammierung. Wir haben bewiesen, dass Zellen verjüngt werden können, ohne ihre Funktion zu verlieren, und dass die Verjüngung darauf abzielt, alten Zellen eine gewisse Funktion zurückzugeben. Die Tatsache, dass wir auch eine Umkehrung der Alterungsindikatoren in Genen, die mit Krankheiten in Verbindung stehen, beobachten konnten, ist besonders vielversprechend für die Zukunft dieser Arbeit.”
Der Forschungsleiter Professor Wolf Reik erklärt dazu: “Diese Arbeit hat sehr spannende Auswirkungen. Möglicherweise können wir Gene identifizieren, die sich ohne Umprogrammierung verjüngen, und diese gezielt ansteuern, um die Auswirkungen der Alterung zu verringern. Dieser Ansatz verspricht wertvolle Entdeckungen, die einen erstaunlichen therapeutischen Horizont eröffnen könnten”.
Quelle: Babraham-Institute Cambridge, UK
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