Können Wissenschaftler die Formel für "besseres Altern" finden?
Einige Forscher hoffen, das Geheimnis zu finden, das Alter in Schach zu halten und stattdessen die ewige Jugend zu genießen. Ein Team von Wissenschaftlern aus Südkalifornien sucht jedoch nach einem anderen „Rezept“ - dem des besseren Alterns.
„Um aus dem Jungbrunnen zu trinken, muss man herausfinden, wo sich der Jungbrunnen befindet, und verstehen, was der Jungbrunnen tut“, sagt Nick Graham, Assistenzprofessor in der Abteilung für Chemieingenieurwesen und Werkstoffe der Familie Mork Wissenschaft an der Viterbi School of Engineering der Universität von Südkalifornien (USC) in Los Angeles.
Dies ist jedoch nicht das, was Graham und sein Kollege von USC erreichen wollen. Wie Graham selbst bemerkt: "Wir machen das Gegenteil; Wir versuchen, die Gründe für das Altern von Zellen zu untersuchen, damit wir möglicherweise Behandlungen für ein besseres Altern entwickeln können. "
In einer Studie, deren Ergebnisse sie kürzlich in der Journal of Biological ChemistryGraham und sein Team haben sich eingehender damit befasst, was mit Zellen geschieht, die den Seneszenzprozess durchlaufen - dem Stadium des Zelllebens, in dem sie sich nicht mehr teilen.
"Seneszierende Zellen sind praktisch das Gegenteil von Stammzellen, die ein unbegrenztes Potenzial zur Selbsterneuerung oder Teilung haben", erklärt die Hauptautorin der Studie, die USC-Doktorandin Alireza Delfarah.
„Seneszierende Zellen können sich nie wieder teilen. Es ist ein irreversibler Zustand des Stillstands des Zellzyklus “, bemerkt Delfarah.
Die zelluläre Seneszenz ist ein wesentlicher Bestandteil des altersbedingten Rückgangs eines Körpers, und viele Wissenschaftler haben diesen Prozess untersucht. Die meisten Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf die Seneszenz bei Fibroblasten, einer Art von Zellen, die im Bindegewebe weit verbreitet sind. Dieses Team entschied sich jedoch für die Analyse der Seneszenz in Epithelzellen.
Diese Zellen befinden sich im Gewebe an der Oberfläche von Organen und anderen Gewebetypen im Körper. Sie sind auch die Art von Zellen, in denen die meisten Krebsarten beginnen.
Einen komplexen Alterungsprozess verstehen
In der aktuellen Studie untersuchten die Forscher zunächst junge Epithelzellen und fütterten sie mit Molekülen, die sie chemisch markierten. Diese Kennzeichnung ermöglichte es ihnen zu sehen, wie die Zellen die von ihnen verbrauchten Nährstoffe verarbeiteten.
Schließlich stellte das Team fest, dass die Zellen mit Erreichen der Seneszenz keine Nukleotide mehr produzierten, organische Moleküle, die die Hauptkomponenten der DNA darstellen.
Die Forscher experimentierten dann mit jungen Zellen, indem sie ihre Nukleotidproduktion künstlich stoppten. Als sie dies taten, stellten sie fest, dass die Zellen sofort in das Seneszenzstadium eintraten.
"Dies bedeutet, dass die Produktion von Nukleotiden wichtig ist, um die Zellen jung zu halten", erklärt Delfarah.
Er fügt jedoch hinzu: "[i] t bedeutet auch, dass die Zellen langsamer altern könnten, wenn wir verhindern könnten, dass Zellen die Nukleotidsynthese verlieren."
Als das Team 3D-Bilder der seneszenten Zellen entwickelte, stellte es eine weitere Überraschung fest - nämlich, dass diese Zellen häufig nicht einen, sondern zwei Kerne (Zellzentren) hatten und keine DNA synthetisieren konnten.
Alle diese Erkenntnisse zusammen können den Forschern helfen, bessere Wege zu finden, um die Seneszenz zu stoppen. Dieser Ansatz könnte jedoch schwierig sein, da die zelluläre Seneszenz, obwohl sie zum altersbedingten Rückgang beiträgt, auch ein Schutzmechanismus ist, der die Entwicklung von Krebs verhindern kann.
„Manchmal spricht man von Seneszenz als zweischneidigem Schwert. dass es vor Krebs schützt, und das ist gut so. Aber es fördert auch das Altern und Krankheiten wie Diabetes, Herzfunktionsstörungen oder Arteriosklerose sowie allgemeine Gewebedysfunktionen “, bemerkt Graham.
Graham fährt fort: "Wir möchten einen Weg finden, seneszierende Zellen zu entfernen, um gesundes Altern und eine bessere Funktion zu fördern."
"Gezielte Therapeutika" gegen alternde Zellen
Das Team hofft, dass die aktuellen Erkenntnisse in Zukunft zur Entwicklung senolytischer Medikamente beitragen können. Senolyitika sind eine Klasse von Medikamenten, die alternde Zellen entfernen und ein gesünderes Leben bis ins hohe Alter fördern können.
Bestehende Forschungen haben bereits begonnen, Senolytika in Mausmodellen zu testen, und es laufen sogar einige frühe klinische Studien.
"[Forscher] können eine Maus nehmen, deren Funktion altert und abnimmt, und ihnen diese senolytischen Medikamente geben, um die seneszenten Zellen zu eliminieren, und die Maus wird verjüngt. Wenn überhaupt, sind es diese senolytischen Medikamente, die den Jungbrunnen bilden “, sagt Graham.
Damit diese Medikamente jedoch wirksam sind und den Menschen nicht schädigen, müssen die Forscher verstehen, wie sich seneszierende Zellen von jungen unterscheiden, damit die Medikamente nicht versehentlich gesunde, nicht seneszierende Zellen eliminieren.
"Hier kommen wir ins Spiel - wir untersuchen den Stoffwechsel seneszierender Zellen und versuchen herauszufinden, wie einzigartig die seneszenten Zellen sind, damit Sie gezielte Therapeutika für diese Stoffwechselwege entwickeln können."
Nick Graham
In dem unten gezeigten Video beschreibt Graham die aktuelle Studie und erklärt ihre Bedeutung für die Forschung, die Menschen helfen soll, ein langes und gesundes Leben zu führen.
