Seit Anbeginn der Menschheit hat die Suche nach ewiger Jugend Mythen und Legenden beflügelt. Von Jungbrunnen bis hin zu Wunderelixieren hat die Idee, die Zeit zu besiegen, immer fasziniert. Während das Versprechen körperlicher Unsterblichkeit weiterhin in den Bereich der Fiktion gehört, scheint die Wissenschaft uns heute einer Form der Verjüngung näherzubringen – nicht auf der Ebene des Individuums, sondern auf der Ebene unserer Zellen.
Forscher der Universität Osaka in Japan haben möglicherweise das Geheimnis des zellulären Alterns gelüftet. Ihre in der Zeitschrift
Cellular Signaling veröffentlichte Arbeit enthüllt die Schlüsselrolle eines Proteins, AP2A1, im Prozess der Seneszenz. Diese Entdeckung ebnet den Weg für Behandlungen, die die Auswirkungen der Zeit auf unsere Zellen und damit auf unseren gesamten Organismus umkehren könnten.
AP2A1: Der Dirigent des zellulären Alterns?
Mit zunehmendem Alter durchlaufen unsere Zellen Veränderungen. Einige werden seneszent, das heißt, sie teilen sich nicht mehr und verlieren ihre Funktionen. Diese Zellen, die größer sind als junge Zellen, weisen Veränderungen in ihren "Stressfasern" auf, Strukturen, die es ihnen ermöglichen, sich zu bewegen und mit ihrer Umgebung zu interagieren. Wissenschaftler versuchen zu verstehen, wie diese seneszenten Zellen ihre imposante Größe beibehalten können.
Das Team der Universität Osaka hat sich auf das Protein AP2A1 konzentriert. Dieses Protein, das in größeren Mengen in den Stressfasern seneszenter Zellen vorkommt, könnte eine Schlüsselrolle beim zellulären Altern spielen. Um diese Hypothese zu überprüfen, modulierten die Forscher die Expression von AP2A1 in jungen und alten Zellen.
Die Ergebnisse dieser Experimente waren überraschend. Die Unterdrückung der AP2A1-Expression in alten Zellen führte zu einer Umkehrung der Seneszenz und einer zellulären Revitalisierung. Umgekehrt beschleunigte die Erhöhung der AP2A1-Expression in jungen Zellen den Seneszenzprozess. Diese Beobachtungen legen nahe, dass AP2A1 wie ein Schalter zwischen den Zuständen "jung" und "alt" der Zellen wirkt.
Die Interaktion mit Integrin β1
Die Forscher entdeckten auch, dass AP2A1 eng mit einem anderen Protein, Integrin β1, interagiert. Letzteres ermöglicht es den Zellen, sich an die extrazelluläre Matrix, ein Netzwerk von Proteinen, das sie umgibt, zu verankern. AP2A1 und Integrin β1 bewegen sich gemeinsam entlang der Stressfasern. Integrin β1 verstärkt die Adhäsion der Zellen an das Substrat, was die vergrößerte Größe seneszenter Zellen erklären könnte.
Die starke Korrelation zwischen der AP2A1-Expression und der zellulären Seneszenz macht es zu einem vielversprechenden Kandidaten als Marker für zelluläres Altern. Darüber hinaus eröffnet die aktive Rolle von AP2A1 im Alterungsprozess neue therapeutische Strategien zur Bekämpfung altersbedingter Krankheiten.
Weiterführende Informationen: Was ist zelluläre Seneszenz?
Zelluläre Seneszenz ist ein Zustand, in dem eine Zelle aufhört, sich zu teilen, ohne jedoch zu sterben. Sie unterscheidet sich von der Apoptose (dem programmierten Zelltod) und der Nekrose (dem zufälligen Zelltod). Seneszente Zellen sind oft größer als junge Zellen und weisen morphologische Veränderungen auf, insbesondere in ihrem Zytoskelett und ihren Organellen. Sie können metabolisch aktiv bleiben und verschiedene Moleküle wie Entzündungsfaktoren, Wachstumsfaktoren und Enzyme zur Abbau der extrazellulären Matrix ausscheiden.
Zelluläre Seneszenz kann durch verschiedene Faktoren ausgelöst werden, wie DNA-Schäden, die Verkürzung der Telomere (die Enden der Chromosomen), oxidativen Stress, die Aktivierung von Onkogenen oder extrazelluläre Signale. Sie gilt als Schutzmechanismus gegen unkontrollierte Zellproliferation, insbesondere bei DNA-Schäden, die zur Bildung von Krebszellen führen könnten. Die Anhäufung seneszenter Zellen in Geweben kann jedoch schädliche Auswirkungen auf den Organismus haben, indem sie zum Altern und zur Entwicklung altersbedingter Krankheiten beiträgt.
Seneszente Zellen können unterschiedliche Auswirkungen auf das umgebende Gewebe haben. In einigen Fällen können sie die Gewebereparatur und Homöostase fördern. In anderen Fällen können sie zu chronischen Entzündungen, Fibrose (übermäßige Bildung von Bindegewebe) und Funktionsverlust von Organen beitragen. Das Gleichgewicht zwischen den positiven und negativen Auswirkungen der zellulären Seneszenz hängt vom Kontext und dem Zelltyp ab. Die Forschung zur zellulären Seneszenz boomt, mit dem Ziel, ihre Rolle beim Altern und bei Krankheiten besser zu verstehen und neue therapeutische Strategien zur Modulation ihrer Auswirkungen zu entwickeln.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Cellular Signalling