Die großen Fragen – Werden wir die Alterung besiegen?

Dieser Blogbeitrag ist Teil des Bloggewitters zum Liveblog “Die großen Fragen an die Wissenschaft” bei Zeitonline.

Der sagenumwogene Jungbrunnen steht, will man der Werbung glauben, in der Drogerie und ist dort für teures Geld zu erwerben. Oder aber man folgt Gurus, die einem erklären, wie man sich ernähren soll, am besten mit Produkten an denen sie selbst verdienen. Oder aber, man schaut sich die Wissenschaft an.

Es gibt durchaus Möglichkeiten, sein Leben zu verlängern. Wie ich ja schon einmal beschrieb, ist DNA-Schaden eine wichtiger Faktor in der Alterung. Also sollte man alles meiden, was einem unnötigerweise DNA-Schäden aussetzt. So zum Beispiel Schadstoffen wie sie in Tabakrauch sind. Außerdem sollte man Strahlenexposition vermeiden – ob nun durch die Sonne oder einen Nuklearbrennstab. Gegen Sonne hilft ein Lichtschutzfaktor und Nichtrauchen ist günstiger und hält gesund. Gegen Radioaktivität hilft nicht viel, außer man will den Rest seines Lebens im Atombunker leben.

DNA-Schäden entstehen durch Strahlung, Sauerstoffradikale und Zellgifte. Zum Großteil kann man das nicht verhindern.

Wie genau DNA-Schaden die Alterung begünstigt habe ich schon einmal beschrieben. In der Kurzfassung: Die sich in unserer DNA angesammelten Schäden können irgendwann dazu führen, dass unsere Zellen sich aufhören zu teilen. Sie werden „seneszent“, was eigentlich nichts anderes heißt als „gealtert“. Seneszente Zellen sind erst einmal dafür da, das Gewebe aufrecht zu erhalten, denn würde die Zelle direkt sterben, also Apoptose begehen, wäre ja eine Lücke zu füllen. Gleichzeitig signalisieren die Zellen ihren Nachbarzellen, dass ein Problem besteht. Sie schütten Entzündungsstoffe aus. Diese seneszenten Zellen werden normalerweise vom Immunsystem abgebaut. Mit dem Alter funktioniert das aber nicht mehr so gut. Entweder das Immunsystem wird schwächer oder es entstehen zu viele neue Zellen. Oder beides.

Die von den seneszenten Zellen ausgeschütteten Entzündungsstoffe nennt man auch „Senescence Associated Secretory Phenotype“ oder SASP. Der SASP sorgt für eine andauernde Entzündung, die das Gewebe um die seneszente Zelle herum verändert. Unter anderem kann der SASP auch andere Zellen in die Seneszenz führen. Außerdem können Entzündungsstoffe schon vorhandene Krebszellen zum Wachstum anregen. Krebs und Seneszenz der Zelle sind beide Folge des DNA-Schadens, deswegen ist es wahrscheinlich, dass beides miteinander einhergeht. Tatsächlich findet man in bösartigen aber auch gutartigen Tumoren seneszente Zellen. Je nach Setting scheinen seneszente Zellen sich hier unterschiedlich zu verhalten.

Seneszenzte Zellen fördern Entzündungsreaktionen, Gewebeveränderungen und regen das Wachstum der umliegenden Zellen an. Dies ist wichtig für die Wundheilung und die Aufrechterhaltung des Gewebes, aber begüntsigt auch Alterung und Krebs.

Wenn man die Alterung aufhalten möchte, dann ist die logischste Möglichkeit, die seneszenten Zellen, die entstehen zu verringern, also, den DNA-Schaden zu minimieren. Oben habe ich schon sehr einfache Möglichkeiten genannt. Leider entsteht DNA-Schaden aber auch einfach so. Durch unsere Atmung etwa, oder die Nahrungsaufnahme. Die entstehende Energie setzt sogenannte Sauerstoffradikale frei, die unsere DNA kaputt machen können.

Um diese Sauerstoffradikale zu reduzieren versuchen es einige Menschen mit „Kalorischer Restriktion“. Wenn man weniger isst, kann der Körper auch weniger Sauerstoffradikale bilden. Ein weiterer Vorteil ist, dass hungernde Zellen einige Schutzmechanismen haben, die in erster Linie vor Krebs schützen können. Leider ist das nur eine Seite der Medaille, denn der durch kalorische Restriktion aktivierte Signalweg, die Autophagie, bedeutet, dass Zellen beginnen, sich selbst zu „essen“ um am Leben zu bleiben. Es werden also Überlebenssignale ausgesendet, die auch Krebszellen wachsen lassen können. Außerdem ist Hungern auch nicht sonderlich angenehm. Man ist müde, friert schneller und ist auch anfälliger für Krankheiten.

Eine weitere Möglichkeit ist, seneszente Zellen künstlich abzubauen. Hier hatte man zunächst begonnen, Mäuse mit Progerie, also verfrühter Alterung, genetische so zu verändern, dass ihre Zellen nicht mehr in Seneszenz gehen konnten. Mäuse mit dieser genetischen Veränderung zeigten deutlich weniger Alterserscheinungen als ihre Geschwister – sie wurden jedoch gleich alt.

Prinzpiell wäre es also möglich, uns gesünder „alt“ werden zu lassen. Nun müsste man jedoch etwas finden, mit dem man seneszente Zellen gezielt entfernen kann. Eine Möglichkeit ist zum Beispiel FOXO4. FOXO4 ist eigentlich ein Transkriptionsfaktor, also ein Protein, welches die Abschrift von Genen bewirkt. So werden neue Proteine gebaut. FOXO4 führt durch seine Interaktion mit p53 dazu, dass Zellen eher in Seneszenz gehen. p53 ist ebenfalls ein Transkriptionsfaktor, der sowohl Apoptose als auch Seneszenz bewirken kann. FOXO4 kann aber diese Vorgänge auch unterdrücken. FOXO 4 kann über das Molekül β-Catenin das Seneszenz-Molekül p21 bremsen. Daraus folgt, um die Entstehung seneszenter Zellen aufzuhalten, müssten wir dafür Sorgen das FOXO4 weniger mit p53 und mehr mit β-Catenin spielt. Das könnte man vor allem mit peptiden, also Miniproteinen erreichen, die in die Zellen eindringen können und in den Signalweg eingreifen. Dies müsste jedoch hochspezifisch sein. Allererste Schritte konnten mit einer Art FOXO4-Isomer erzielt werden. Dadurch wurde die Bindung von FOXO4 zu p53 unterbrochen und p53 löste über die Zerstörung der Mitochondrien den Zellselbstmord aus.

D-retro-inverso (DRI)-isoform von FOXO4 unterbricht die Verbindung von p53 und FOXO4. Nach Baar et al 2017.

Eine weitere Möglichkeit konnte man in Mäusen aufzeigen. Mit den niedermolekularen Inhibitoren Dasatinib und Quercetin konnten bereits seneszente Zellen getötet werden. Leider sind beide Substanzen nicht spezifisch. Da Dasatinib ein Krebsmedikament nicht ohne Nebenwirkungen ist, wäre es auch schwierig dieses beim Menschen anzuwenden.

Hoffnungen setzt man auch in die Hemmung der BCL-Proteinfamilie. So konnten ebenfalls seneszente Zellen abgetötet werden. Leider sind BCL-Proteine sehr häufig in Zellen vertreten und auch wichtig für den programmierten Zelltod, eine wichtige Barriere gegen Krebs.

Veröffentlicht von

1ife5cience.de

Mein Name ist Anna Müllner, ich bin irgendwie so Mitte 20 und wohne in einer beschaulichen Neckarstadt mit einem hübschen Schloss. Nach meinem Abitur beschloss ich Biologie zu studieren. Das tat ich zunächst an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, die weder in Bonn ist, noch am Rhein aber einer der drei Campusse liegt wirklich an der Sieg. Das letzte Jahr dieses Studiums verbrachte ich in Schottland, an der Robert-Gordon University of Aberdeen wo ich ein bisschen in die Biomedizin und die Forensik schnuppern durfte. Danach entschied ich mich für ein Masterstudium an der Universität Heidelberg in Molekularer Biotechnologie und seitdem ich das hinter mich gebracht habe versuche ich mich an einer Promotion.

7 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Jedenfalls sind wir bezüglich seneszente Zellen nicht mehr im reinen Forschungsstadium. Es gibt mehr und mehr Firmengründen im Bereich Senolytika (Entfernung von seneszenten Zellen) und auch die Erforscher der FOXO4-p53 Interaktion haben nun ein modifiziertes Peptid geschaffen, welches seneszente Zellen in den Tod treibt. „Mouse Work is over“ sagen diese Forscher, klinische Studien bald schon am Menschen stehen bevor.
    Ältere senolytische Techniken benutzt Unity Biotechnology und diese stehen kurz vor klinischen Tests. Ausgeklügeltere Herangehensweisen mit Plasmiden und synthetischer Biologie findet sich bei den Firmen Oisin und CellAge. Bei der Vielzahl von Firmengründungen, die es im Bereich Senolytika schon gibt und den ganz unterschiedlichen Ansatzpunkten, darf man damit rechnen, dass Medikamente oder Therapien, die bei den seneszenten Zellen ansetzen, in den nächsten 10 in die klinische Praxis übergehen und da ja über 90% aller Menschen ein Alter erreichen, in denen seneszente Zellen zum Problem werden, könnten Senolytica zu den am meisten verkauften Medikamenten überhaupt werden.
    Und die Leser dieses Blogs dürfen sogar hoffen, dass sie selbst noch von Senolytica profitieren – falls sie noch 10 bis 20 Jahre durchhalten.

  2. Ich glaube das die Suche gar nicht einmal der Unsterblichkeit ansich gilt. Vielmehr geht es bei dieser Frage doch immer darum die Alterung zu verhindern. Auch wenn es etwas widersprüchlich klingen mag, gerade in der heutigen Zeit wird ja gut sichtbar es geht nicht darum alt zu sein oder zu werden sondern um den Weg dahin. Das altern ansich ist hier doch zumeist das zu bekämpfende Feindbild. Dementsprechend wird ja auch immer von der ewigen Jugend gesprochen, vom Jungbrunnen etc. es geht primär nicht darum unsterblich zu werden, sondern darum Jung zu bleiben. Und die Unsterblichkeit ist davon quasi nur die Logische überlegung das wenn man jung bleibt wohl unsterblich wäre…

    • Ja, alt werden bedeutet meist – oder eigentlich immer? – krank werden. Und jede chronische Krankheit führt irgendwann zum Tod.

  3. HSP90-Inhibitoren (HSP=heat shock protein) scheinen wirksam zu sein sowohl gegen seneszente als auch gegen Krebszellen und versprechen damit, als Senolytica auch antikanzerogen zu wirken! Zitat (von DeepL übersetzt, unverändert übernommen):

    Die Behandlung von Ercc1−/∆ Mäusen, einem Mausmodell eines humanen Progeroidsyndroms, mit dem HSP90-Hemmer 17-DMAG verlängerte die Gesundheitsspanne, verzögerte den Beginn mehrerer altersbedingter Symptome und verminderte p16INK4a-Expression. Diese Ergebnisse zeigen den Nutzen unserer Screening-Plattform für die Identifizierung von Senotherapeutika sowie von HSP90-Hemmern als eine vielversprechende neue Klasse senolytischer Medikamente.

  4. Der Tod steckt im Darm , sagt ein Sprichwort, deshalb sollte man bei der Diskussion auf die Ernährung achten.
    Stetiger Fischverkehr verlängert das Leben. An apple each day keeps the doctor away. Es gibt unzählige solcher Sprichwörter. Sogar die Wirkung von Knoblauch gegen Vampire wird nicht vergessen.
    Man sollte mal diese Tatsachen wieder in den Focus nehmen.

  5. Die großen Fragen – Werden wir die Alterung besiegen?

    wird vom physorg-Artikel It’s mathematically impossible to beat aging, scientists say negativ beantwortet, letztlich weil (Zitat)

    Entweder werden alle Zellen [eines multizellularen Organismus] immer träger, oder Sie es entwickelt sich Krebs. Und der Hauptgrund ist, dass die Dinge zerbrechen. “Es spielt keine Rolle, wie sehr man Altern aufhalten will, man kann es nicht.”

    Diese Aussagen sind eine Zusammenfassung des PNAS-Artikels Intercellular competition and the inevitability of multicellular aging. Im Abstract wird die gängige Theorie, warum es überhaupt Alterungsvorgänge gibt – nämlich weil die Evolution Altern begünstige, indem ungünstige Genkonstellationen, die sich erst später im Leben auswirken, nicht wegselektiert würden – in Frage gestellt und behauptet, multizelluläres Leben sei ohne Alterung nicht möglich. Dies ergebe ihr Modell des Zusammenspiels von interzellulälerem Wettbewerb, Altern und Krebs. Insbesondere geht ihr Modell davon aus, dass nicht alle Zellen eines Organismus jederzeit miteinander kooperieren müssen. Zudem ist mit einer Beschleunigung des Alterungsvorgangs zu rechnen, wenn die Reparaturmechanismen selbst altern.

    Das vorgestellte Modell ist vor allem ein mathematisches Systemmodell. Es scheint mir allerdings nicht zu berücksichtigen und zu erklären, dass bestimmte Quallen (Turritopsis dohrnii) tatsächlich eine ewig währende Regeneration zeigen. Allerdings ist die ewig währende Lebensdauer von Turritopsis dohrnii gerade dadurch gekennzeichnet, dass sich der ewig lebende Teil dieses Organismus wieder zurückentwickelt (wieder verjüngt), bevor es den nächsten Lebenszyklus beginnt (Zitat Wikipedia):

    Dem üblichen Lebenszyklus der Cnidaria zufolge sterben die Medusen nach erfolgter Vermehrung ab. Bei Turritopsis dohrnii können allerdings Zellen des Außenschirms (Exumbrella) durch Transdifferenzierung zum Keim eines neuen Polypen werden. Dadurch wird eine neue Polypengeneration erzeugt, die direkt aus der Meduse hervorgeht und mit dieser genetisch identisch ist. Die Art ist damit der erste bekannte Fall eines Vielzellers (Metazoa), bei dem sich das geschlechtsreife Individuum wieder zu einer sexuell unreifen koloniebildenden Lebensform zurückentwickelt. Auf diese Weise kann ein Individuum den gesamten Lebenszyklus immer wieder durchlaufen und so theoretisch Unsterblichkeit erreichen

    Fazit: Wenn man einen Organismus als (mehr oder weniger) freiwilliges Zusammenspiel von Zellen betrachtet, dann ist es tatsächlich schwierig vorstellbar, dass dieses Zusammenspiel auf ewige Zeit funktionieren soll – vor allem darum, weil es für gewisse Veränderungen keinen garantierten Rückstellmechanismus gibt, der den “gesunden” Zustand wiederherstellt, denn jeder Rückstellmechanismus (Reperaturmechanismus) kann selber einer unkontrollierten Veränderung unterworfen sein.
    Meine eigene Folgerung: Die Natur selbst kann Altern wohl nicht völlig verhindern. Aber wenn der Mensch nachhilft, dann kann der Alterungsprozess möglicherweise x-Mal gestoppt und gar rückgängig gemacht werden. Wenn wir das Altern also mit medizinischen Mitteln stoppen oder rückgängig machen können, dann werden wir diesen Eingriff immer wieder wiederholen müssen.

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