Forscher in Deutschland haben Blutzellen eines 80-jährigen Spenders in neuronale Stammzellen verwandelt, deren molekulares Alter jünger als 20 Jahre erscheint, und damit mehr als 60 Jahre zellulärer Alterung im Labor rückgängig gemacht.
Umgehung des pluripotenten Stadiums
Das Team am Universitätsklinikum Bonn und der Universität Bonn wandelte unreife Vorläuferzellen roter Blutkörperchen direkt in neuronale Stammzellen um, aus denen Hirnzellen entstehen können. Ältere Methoden treiben eine Zelle zunächst in einen pluripotenten Zustand zurück und lenken sie dann in eine neue Identität.
Der direkte Weg veränderte den Zeitablauf. „In unserem Ansatz erfolgte die Verjüngung schrittweise und konnte über mehr als 100 Tage verfolgt werden", sagte Professor Oliver Brüstle, Direktor des Instituts für Rekonstruktive Neurobiologie. Die Zellen hatten nach 50 Tagen etwa 60 Jahre molekularen Alters abgelegt, und der Prozess lief weiter.
Ablesen der epigenetischen Uhr
Zur Messung der Veränderung nutzten die Forscher epigenetische Uhren. Diese lesen chemische Markierungen auf der DNA ab, die sich mit dem Alter ansammeln, ohne die Gensequenz selbst zu verändern. Nach der Reprogrammierung sahen die Markierungen aus wie die einer Person unter 20.
„Wir wissen auch, dass diese epigenetische Verjüngung dafür sorgt, dass sich die Zellen tatsächlich wie junge Zellen verhalten", sagte Brüstle. Frühere Arbeiten der Gruppe zeigten, dass auf diese Weise hergestellte Nervenzellen nach einer Transplantation in Mäusegehirne Verbindungen mit vorhandenen Neuronen eingehen können.
Ein Modell, keine Behandlung
Der Wert liegt derzeit in einem experimentellen System. Weil die Uhr sich über Wochen langsam zurücksetzt, können Wissenschaftler testen, welche Moleküle den Prozess beschleunigen oder verlangsamen, und die dahinterstehenden Signalwege untersuchen.
Das ist wichtig für die Neurowissenschaft, in der das Alter der stärkste Risikofaktor für Erkrankungen wie Alzheimer ist. Die Studie zeigt nicht, dass sich das Altern in einem lebenden Menschen umkehren lässt, und keine Therapie ist in Reichweite. Was sie bietet, ist ein praktikabler Weg, Zellen beim Jüngerwerden zu beobachten und zu fragen, warum.
Die in der Fachzeitschrift Aging Cell veröffentlichte Arbeit umfasste Teams aus Bonn und der RWTH Aachen und wurde vom Horizon-2020-Programm der EU, der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt gefördert.