Deutsche Wissenschaftler verjüngen Zellen eines 80-Jährigen um über 60 Jahre

Spezialisten des Universitätsklinikums Bonn und der Universität Bonn haben Blutzellen eines 80-jährigen Spenders in neuronale Stammzellen mit einem molekularen Alter von weniger als 20 Jahren umgewandelt: Unter Laborbedingungen "verloren" die Zellen mehr als sechs Jahrzehnte biologischen Alterns. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Aging Cell veröffentlicht.

Die Wissenschaftler reprogrammierten unreife Erythrozytenvorläufer in neuronale Stammzellen, aus denen sich im Laufe der Zeit Gehirnzellen entwickeln können. Während der Umwandlung wurden molekulare Marker des Alterns fast vollständig zurückgesetzt. "Mit dieser Methode haben wir Erythrozytenvorläufer direkt in neuronale Stammzellen umgewandelt", sagte Professor Oliver Brüstle, Direktor des Instituts für Rekonstruktive Neurobiologie am Universitätsklinikum Bonn. Zuvor hatte das Bonner Team die Wirksamkeit des Ansatzes bei Tieren demonstriert: Die auf diese Weise gewonnenen Nervenzellen stellten nach der Transplantation in die Gehirne von Mäusen Verbindungen mit bestehenden Neuronen her.

Der Hauptunterschied zu früheren Experimenten ist die Geschwindigkeit des Prozesses. Zuvor waren für die Verjüngung zwei Stufen erforderlich: Zuerst wurde die Zelle in eine pluripotente Stammzelle umgewandelt, die in der Lage ist, fast jeden Zelltyp hervorzubringen, und dann auf einen engeren Weg zu einer neuronalen Stammzelle geleitet. In einem solchen Szenario erfolgt die Verjüngung schnell, und Zwischenänderungen sind extrem schwer nachzuvollziehen. Die Bonner Forscher schlossen die pluripotente Phase aus. "In unserem Ansatz erfolgte die Verjüngung allmählich und konnte über mehr als 100 Tage hinweg verfolgt werden", erklärte Brüstle.

Das Ausmaß der Verjüngung wurde mit Hilfe epigenetischer Uhren bewertet – ein Werkzeug, das das biologische Alter basierend auf chemischen Modifikationen der DNA bestimmt, die die Sequenz selbst nicht beeinflussen. Nach der Reprogrammierung zeigten die Zellen des 80-jährigen Spenders ein Profil, das einem Alter von weniger als 20 Jahren entsprach. Ungefähr 50 Tage später war das molekulare Alter um etwa 60 Jahre gesunken. "Wir wissen auch, dass diese epigenetische Verjüngung sicherstellt, dass sich die Zellen wirklich wie junge verhalten", bemerkte der Wissenschaftler.

Der verlängerte Prozess eröffnet neue Möglichkeiten für das Studium des Alterns: Ein solches Modell kann verwendet werden, um festzustellen, welche molekularen Mechanismen an der Verjüngung beteiligt sind und welche Substanzen sie beschleunigen oder verlangsamen. Die Arbeit ist besonders wertvoll für die Neurobiologie, wo das Altern eng mit schweren neurologischen Erkrankungen verbunden ist. "Schließlich ist das Alter der wichtigste Risikofaktor für neurodegenerative Erkrankungen wie die Alzheimer-Krankheit", erinnerte Brüstle. Allerdings handelt es sich hierbei nicht um eine Therapie, die in der Lage ist, einen Menschen zu verjüngen: Wissenschaftler haben ein Labortool erhalten, um zu untersuchen, wie Zellen jugendliche Eigenschaften wiedererlangen.