Was wäre, wenn unsere Zellen lange vor dem Auftreten erster Anzeichen von Gebrechlichkeit bereits Hinweise darauf in sich tragen würden, wie wir altern werden?
Durch die Analyse von Hautzellen, den Fibroblasten, aus Biopsien der Teilnehmer der Kohorte Inspire-T, haben Forscherinnen und Forscher des Inserm, der Universität Toulouse, des CNRS, des Établissement français du sang (EFS) [1] in Zusammenarbeit mit dem IHU HealthAge entdeckt, dass diese Zellen wertvolle Hinweise auf den allgemeinen Gesundheitszustand von Personen liefern könnten. Ihre Arbeit zeigt, dass bestimmte biologische Marker, die auf die gute Funktionsweise der Fibroblasten hinweisen, dazu beitragen könnten, Anzeichen von Gebrechlichkeit oder nachlassender körperlicher und geistiger Leistungsfähigkeit unabhängig vom Alter der Personen zu erkennen und vorherzusagen.
Ihre Ergebnisse, veröffentlicht in
Aging Cell, eröffnen Perspektiven für eine personalisierte Präventivmedizin, um ein gesünderes Altern zu begleiten.
Mikroskopische Aufnahme von humanen Hautfibroblasten © AdobeStock Während das Altern eine große gesellschaftliche Herausforderung darstellt, hat sich die Gesundheitsforschung lange auf biologische Marker konzentriert, die mit dem chronologischen Alter zusammenhängen, und diese oft vom allgemeinen oder funktionellen Gesundheitszustand der Menschen entkoppelt [2].
Um die Rolle der zellulären Alterung im Gesamtprozess des Alterns besser zu verstehen, bieten sich Fibroblasten als bevorzugtes Studienziel an. Sie sind in allen Geweben des Körpers vorhanden und kommen insbesondere in der Hautdermis vor, wo sie eine essentielle strukturelle Rolle spielen, indem sie die extrazelluläre Matrix absondern – ein Netzwerk von Proteinen, das die Gewebe stützt und es den darin befindlichen Zellen ermöglicht, ihre Funktionen zu erfüllen. Fibroblasten sind auch an der Regeneration und Wundheilung der Haut sowie an ihrer Immunität beteiligt. Da sie durch einfache Hautbiopsien leicht zugänglich sind, stellen sie wertvolle Modelle dar, um neue biologische Marker im Zusammenhang mit dem Altern zu identifizieren.
Ein Team von Forscherinnen und Forschern unter der Leitung von Isabelle Ader, Inserm-Forscherin, und Louis Casteilla, Professor an der Universität Toulouse, am Laboratoire Geroscience and Rejuvenation Research Center - RESTORE (Inserm/Université Toulouse/CNRS/EFS) und in Zusammenarbeit mit dem IHU Health Age, hat sich daher damit befasst, wie Fibroblasten Aufschluss über den Gesundheitszustand im Laufe des Alterns geben könnten, indem sie spezifische biologische Marker identifizieren.
Ihre Studie stützte sich auf die Analyse von Fibroblasten, die aus Hautbiopsien von 133 Frauen und Männern im Alter von 20 bis 96 Jahren mit unterschiedlichen Gesundheitsprofilen gewonnen wurden. Diese Teilnehmer, die in die französische Kohorte Inspire-T
(siehe Kasten) aufgenommen wurden, wurden je nach Alter und relativem Gesundheitszustand als mehr oder weniger gebrechlich oder robust eingestuft.
Die Wissenschaftler setzten diese Fibroblasten verschiedenen Stressfaktoren aus, die denen im Laufe des Lebens nachempfunden waren (metabolischer, infektiöser Stress, Chemotherapie usw.). Anschließend bewerteten sie ihre Gesamtfunktionalität anhand von drei ihrer Hauptfunktionen: strukturell, immun/inflammatorisch und metabolisch. Das Ziel war es, biologische Marker zu identifizieren, die mit dem allgemeinen und funktionellen Gesundheitszustand der Spender in Verbindung mit den verschiedenen Phasen des Alterns stehen.
Zwei Marker des funktionellen Gesundheitszustands zogen die Aufmerksamkeit des Teams auf sich: Fibroblasten von prä-gebrechlichen oder gebrechlichen Personen wiesen eine reduzierte Aktivität ihrer Mitochondrien auf – der "Kraftwerke" der Zellen. Diese Zellen sezernierten außerdem weniger Periostin, ein Protein der extrazellulären Matrix. Die Abnahme letzterer wurde auch bei Personen mit geringer intrinsischer Kapazität beobachtet, einem Indikator für ungünstiges Altern und einen schlechteren allgemeinen Gesundheitszustand.
"Diese beiden biologischen Marker, die mit der metabolischen und strukturellen Funktionalität der Fibroblasten zusammenhängen und unabhängig vom chronologischen Alter oder Geschlecht sind, erscheinen als Indikatoren für die zelluläre Gebrechlichkeit einer Person, und das selbst dann, wenn die Fibroblasten nach der Biopsie im Labor kultiviert werden, erklärt Isabelle Ader.
Insofern spiegeln sie wider, was man als eine 'Gesundheitserinnerung' auf zellulärer Ebene bezeichnen könnte, und bergen ein interessantes Potenzial für die Früherkennung von Gebrechlichkeit und schlechter Gesundheit vor jedem klinischen Anzeichen", fügt die Forscherin hinzu.
Darüber hinaus erscheint Periostin erstmals als ein Schlüssel-Biomarker, der mit der von der WHO definierten intrinsischen Kapazität assoziiert ist, und somit als ein potenzieller Indikator für die funktionelle Gesundheit von Individuen.
Diese Ergebnisse beleuchten die zuverlässigen Signale, die die Zellen unseres Körpers über den allgemeinen Gesundheitszustand einer Person liefern könnten.
"Unsere Arbeit eröffnet konkrete Perspektiven in der Früherkennung von Anzeichen für Gebrechlichkeit oder nachlassende körperliche und kognitive Fähigkeiten in der Präventivmedizin", ergänzt Isabelle Ader.
"Eine frühzeitige Identifizierung von Beeinträchtigungen der zellulären Gesundheit könnte es ermöglichen, gezielte Strategien der personalisierten Medizin zu entwickeln, um die funktionelle Gesundheit besser zu erhalten und die Autonomie throughout das Leben zu verlängern", schließt die Forscherin.
Diese Arbeit wurde 2024 zum Patent angemeldet bei Inserm Transfert.
Anmerkungen:
[1] Ebenso in Zusammenarbeit mit Teams von INRAE und der Columbia University in New York.
[2] Die
funktionelle Gesundheit entspricht der Fähigkeit einer Person, alltägliche Aktivitäten auszuführen und dabei ihre Gesundheit und ihr Wohlbefinden zu erhalten. Sie hängt von zwei Variablen ab: der Lebensumgebung und der
intrinsischen Kapazität, einem von der WHO entwickelten Konzept, das die Gesamtheit der physischen und mentalen Fähigkeiten einer Person unabhängig von ihrer Umwelt bezeichnet. Eine Abnahme des intrinsischen Kapazitäts-Scores ist mit einer Beeinträchtigung der allgemeinen Gesundheit verbunden, die zu einem Verlust der Autonomie und zu Abhängigkeit führen kann.
Quelle: Inserm