Recycling von Abbauprodukten hält Muskelzellen gesund
Ein EU-finanziertes Forscherteam fand heraus, das Muskeln regelmäßig ihre Abbauprodukte entsorgen müssen, um kräftig und gesund zu bleiben. Die Forschungsergebnisse der Gruppe wurden in der Dezemberausgabe des Fachblatts "Cell Metabolism" veröffentlicht und könnten die Entwicklung neuer Therapien für Muskelschwächeerkrankungen beschleunigen. Während der Selbstreinigung der Muskelzellen (auch Autophagozytose genannt) werden überflüssige Zellbestandteile wie verbrauchte Organellen, fehlgefaltete, toxische Proteine und Pathogene abgebaut. Die Studie erfolgte im Rahmen der beiden EU-finanzierten Projekte MYOAGE (Understanding and combating human age-related muscle weakness), das mit 11,2 Millionen EUR unter der Thematik "Gesundheit" des Siebten Rahmenprogramms (RP7) finanziert wurde, und EXGENESIS (Health benefits of exercise: identification of genes and signalling pathways involved in effects of exercise on insulin resistance, obesity and the metabolic syndrome), das mit 12,7 Millionen EUR unter der thematischen Priorität "Biowissenschaften, Genomik und Biotechnologie im Dienste der Gesundheit" des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) unterstützt wurde. Das Forscherteam um Dr. Marco Sandri von der Universität Padua in Italien führte Experimente mit Mäusen durch, denen das Gen für Autophagozytose fehlte. Die Mäuse zeigten klare Anzeichen für Muskelschwäche und mit dem Alter zunehmende Atrophie (Muskelschwund). "Wenn dieser Abbaumechanismus gestört ist und alte Zellbestandteile nicht entsorgt werden können, sondern in der Zelle verbleiben, schädigt dies den Muskel", erklärte Dr. Sandri. Solche Schäden an Muskelzellen können durch Ansammlungen abgebauter Proteine und freie Radikale entstehen sowie durch Schädigungen der internen Zellstruktur. Dies führt schließlich zum Absterben einzelner Muskelzellen, sodass die Muskeln mit zunehmendem Alter immer schwächer werden", so Dr. Sandri. Das Forscherteam fand heraus, dass der Muskelschwund in den Mäusen bestimmten Muskelschwächeerkrankungen beim Menschen ähnelte. Die Ergebnisse dieser Studie könnten somit zur Aufklärung der Ursachen für menschliche Muskelschwäche beitragen, wie sie normalerweise mit zunehmendem Alter auftritt (auch Sarkopenie genannt). Obwohl der Selbstreinigungsprozess lebenswichtig für die Muskelgesundheit ist, kann er in übermäßigem Ausmaß jedoch ebenfalls Muskelschwund und Erkrankungen hervorrufen. Die Studie zeigt, wie wichtig ein ordnungsgemäßer Ablauf der Autophagozytose in Muskeln ist. Für die Forscher kam dieses Ergebnis einigermaßen überraschend. "Wir hatten vermutet, dass eine verminderte Autophagozytoseaktivität gegen Atrophie schützen könnte", sagte Dr. Sandri. "Tatsächlich ist aber das Gegenteil der Fall. Natürlich können aber auch Krankheiten entstehen, wenn Überreste von Zellbestandteilen nicht richtig entsorgt werden." Dr. Sandri zufolge könnten die Ergebnisse der Studie klinisch relevant sein bei der Suche nach Therapien, die den Abbau von Proteinen stoppen und somit bestimmte Muskelschwächerkrankungen aufhalten können. In manchen Fällen "sei es jedoch besser, den Autophagozytoseprozess zu aktivieren und den Abbau von Zellbestandteilen zu unterstützen", wie er erläutert. Die Forscher gehen davon aus, dass ähnliche Therapien auch zur Verlangsamung altersbedingter Sarkopenie beitragen könnten. Sie weisen zudem auf eine weitere Studie hin, die eine ähnliche Reduzierung der Autophagozytoseaktivität als Teil des Alterungsprozesses identifizierte.
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