Langlebigkeit bei Fadenwürmern als Schlüssel für menschliche Gesundheit im Alter
Die medizinische Versorgung der überalternden Bevölkerung stellt für Europa eine große Herausforderung dar: Schätzungen zufolge wird bis 2030 jeder fünfte Bürger älter als 65 Jahre alt sein, sodass auch die Kosten im Zusammenhang mit altersbedingten Erkrankungen steigen dürften. Schwerpunkt des EU-finanzierten Projekts MetAGEn waren daher Alterungsprozesse des Körpers. „Wenn wir eine Heilungsmethode für Krebs finden würden, könnte die Lebensdauer um lediglich zwei bis drei Jahre verlängert werden, denn Krebs ist primär eine Alterskrankheit, die mit vielen anderen chronischen Krankheiten einhergeht“, sagt Projektkoordinator Martin Denzel, Direktor des Denzel Lab am Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns in Köln, Deutschland. „Nur dann, wenn wir Alterungsprozesse besser verstehen, können wir auch die wichtigsten Risikofaktoren im Alter verstehen.“
Verlängerung der Lebenszeit
Denzels Gruppe schaute sich insbesondere einen Aspekt des Alterns an, bei dem die Proteinhomöostase gestört ist. Mit zunehmendem Alter häufen sich Fehler bei der Herstellung, Modifizierung und dem Abbau von Proteinen, und diese Häufung gilt als Ursache für viele altersbedingte Krankheiten. Nun entdeckte die Gruppe beim Fadenwurm Caenorhabditis elegans, dass der Hexosamin-Signalweg offenbar entscheidend zur Regulierung der Proteinhomöostase beiträgt. Da eine Hochregulierung dieses Signalwegs die Proteinhomöostase verbessert, verlängert sich auch die Lebenszeit des Fadenwurms. Warum ist dieser Weg nicht ständig hochreguliert? Denzel erläutert: „Das ist zu kostspielig für den Organismus, denn dabei wird der Energieverbrauch in jeglicher Form gesteigert: für das Endprodukt wird viel Fruktose, Glutamin, UTP und Acetyl-CoA benötigt. Zwar könnte man diesen Weg aktivieren und die Aktivität bei den Würmern durch reichlich Nährstoffzufuhr aufrechterhalten. In der Natur jedoch, in der ständig zwischen Schaden und Nutzen abgewogen wird, ist dies für Organismen nicht von Vorteil.“
Klinische Anwendungen
Experimentelle Versuche durch MetAGEn belegten diesen Hexosamin-Signalweg auch in Nervenzellen von Säugetieren, der sich damit zur Behandlung menschlicher Alterskrankheiten anbietet. „Seine Aktivierung vermittelte einen hochwirksamen Schutz, da er toxische Proteinaggregate unterdrückt, die als Ursache für Neurodegeneration beim Menschen gelten“, erklärt Denzel. Auf der Suche nach niedermolekularen Substanzen, die diesen Signalweg aktivieren können, arbeitet die Gruppe jetzt mit einem deutschen Unternehmen zusammen. Mit Mitteln vom Europäischen Forschungsrat konnte die Forschungsgruppe genetische Screening-Methoden für Mauszellen entwickeln. „Dies zeigt beispielhaft, wie mithilfe eines ERC-Stipendiums auch durchaus ungewöhnliche Ideen getestet werden können“, merkt Denzel an. Mittels neu entdeckter haploider embryonaler Zellen konnte die Gruppe Punktmutationen aufspüren, die Wirkstoffresistenzen bei Tumoren fördern.
Künftige Forschungsziele
Schwerpunkt künftiger Forschungen ist nun diese haploide Screening-Technologie, um den Hexosamin-Weg genauer zu untersuchen. Denzel erklärt: „Hierzu liegen uns hochinteressante Daten vor, und wir haben einen neuen Akteur entdeckt, der nun genauer erforscht werden soll.“ Auf dieser Forschungsarbeit baut die Unternehmensausgründung Acus Laboratories GmbH auf, die von einem der in Denzels Labor Promovierenden geleitet wird und über ein weiteres ERC-Stipendium unterstützt wird.
Schlüsselbegriffe
MetAGEn, Alterung, Protein, Homöostase, Nematode, Hexosamin, hochreguliert, Caenorhabditis elegans, Lebenszeit
