Alterungsbedingte DNA-Organisation durch SIRT6 umkehrbar

Das Altern wurde lange Zeit als ein linearer Prozess der Akkumulation von Schäden betrachtet – eine Einbahnstraße, an deren Ende der Funktionsverlust der Organe steht. Doch die neuen Erkenntnisse legen nahe, dass das Altern weniger ein physischer Verschleiß als vielmehr ein Informationsverlust ist. Es geht um den allmählichen Zerfall der molekularen Anweisungen, die den Zellen sagen, welche Gene aktiv sein sollen und welche stumm bleiben müssen.

Dieser theoretische Ansatz, dass Gewebe in einen jugendlicheren Zustand zurückkehren könnte, wenn die verlorenen Informationen wiederhergestellt werden, hat nun eine empirische Grundlage gefunden. Laut einem Bericht von ScienceAlert ist die DNA-Organisation in den Lebern alternder Mäuse flexibler, als die Wissenschaft bisher annahm.

Die Rolle von SIRT6 bei der zellulären Verjüngung

Im Zentrum dieser Entwicklung steht das Protein SIRT6, das in der Forschung oft als Longevity-Protein bezeichnet wird. Es ist primär im Zellkern lokalisiert und übernimmt kritische Aufgaben bei der Reparatur der DNA, der Steuerung metabolischer Prozesse und der Regulierung des Alterns. Prof. Haim Cohen, Direktor des Sagol Healthy Human Longevity Center an der Bar-Ilan University, ist bereits seit Jahren ein Pionier auf diesem Gebiet. Bereits 2012 gelang es ihm als erstem Forscher weltweit, die Lebenserwartung von Mäusen durch die Steigerung der SIRT6-Werte zu erhöhen.

Die aktuelle Studie geht jedoch einen entscheidenden Schritt weiter. Während frühere Versuche darauf abzielten, den Alterungsprozess zu verlangsamen, indem SIRT6 frühzeitig aktiviert wurde, konzentrierte sich dieses Team auf Tiere, die bereits alt waren. Es ging nicht mehr um Prävention, sondern um Restauration.

„Mit dem Alter verliert das Genom seine ordnungsgemäße Organisation. Gene, die stumm bleiben sollten, werden aktiviert, insbesondere Entzündungsgene, während Gene, die für eine normale Leberfunktion erforderlich sind, beginnen abzuschalten.“
Prof.

SIRT6 wirkt hierbei wie ein Regulator für das Chromatin – jene hochkomplexe Struktur, die die DNA faltet und organisiert, damit sie in den Zellkern passt. In Säugetieren wird diese Verpackung im Alter locker und ungeordnet, was zu chronischen Entzündungen und Krankheiten führt.

Vom zerknitterten Buch zur geordneten Struktur

Um die Komplexität des Vorgangs zu verdeutlichen, nutzt das Forschungsteam eine Analogie: Die DNA ist das Instruktionshandbuch des Körpers. In jungen, gesunden Zellen ist dieses Handbuch präzise gegliedert, sodass die richtigen Anweisungen zur richtigen Zeit gelesen werden können. Mit dem Alter jedoch wird dieses System instabil.

„Stellen Sie sich ein Buch vor, das zerknittert und schwer lesbar wird und dessen Struktur nicht mehr ordnungsgemäß organisiert ist. Was mit dem Alter passiert, ist, dass das DNA-System seine Ordnung verliert. Gene, die aktiv sein sollten, funktionieren nicht, und Gene, die stumm sein sollten, werden aktiv.“
Prof.

Die Forscher fanden heraus, dass die Erhöhung von SIRT6 diesen Prozess quasi „zurückspulen“ kann. Wie The Times of Israel berichtet, gelang es den Wissenschaftlern, die altersbedingten Veränderungen in den Zellen des Lebergewebes rückgängig zu machen, indem sie die DNA-Organisation wieder in einen Zustand versetzten, der typisch für junge Tiere ist.

Dies ist ein fundamentaler Paradigmenwechsel: Die biologischen Veränderungen des Alterns sind keine Einbahnstraße, sondern können auf molekularer Ebene korrigiert werden.

Der Versuchsaufbau mit 24 Monate alten Mäusen

Die methodische Strenge der Studie, die von den Doktoranden Ron Nagar und Zacharia Schwartz geleitet wurde, unterstreicht die Relevanz der Ergebnisse. Die Forscher verwendeten Mäuse, die natürlich gealtert waren, bis sie ein Alter von etwa 24 Monaten erreichten. In der menschlichen Zeitrechnung entspricht dies einem Alter von etwa 70 bis 80 Jahren.

Das Experiment war präzise auf die Leber zugeschnitten. In einer Gruppe wurde SIRT6 direkt in der Leber aktiviert, während eine Kontrollgruppe ein anderes Gen erhielt, von dem keine Auswirkungen auf das Altern erwartet wurden.

• Zeitrahmen: Innerhalb von etwa einem Monat verschob sich die Chromatinstruktur in den Leberzellen zurück zu Mustern, die bei jungen Tieren beobachtet werden.
• Physiologische Effekte: Die Mäuse zeigten eine reduzierte Entzündung und eine verbesserte Stoffwechselfunktion.
• Funktionalität: Die Leber erschien nicht nur molekular jünger, sondern arbeitete auch effizienter.

Die Daten belegen, dass SIRT6 in der Lage ist, die zelluläre Architektur so weitreichend zu reorganisieren, dass die Organfunktion messbar steigt.

Bedeutung für die regenerative Medizin

Die Implikationen dieser Studie reichen weit über die Leber von Labormäusen hinaus. Wenn die DNA-Organisation grundsätzlich reversibel ist, eröffnet dies neue Wege für die Behandlung altersbedingter Krankheiten. Wie J-Wire hervorhebt, ist dies das erste Mal, dass SIRT6 die Wiederherstellung jugendlicher molekularer Muster in bereits gealterten Tieren bewirkt hat.

„Wir haben die Leber im Grunde verjüngt. Wir haben sie auf der grundlegendsten Ebene wieder zu einer jungen Leber gemacht – wie ein Instruktionshandbuch, das wieder klar und ordentlich organisiert ist.“
Prof.

Dennoch ist wissenschaftliche Zurückhaltung geboten. Ein Erfolg bei Mäusen bedeutet nicht automatisch, dass die gleiche Technik beim Menschen funktioniert. Das Altern ist ein komplexer Prozess, der jedes Organsystem in unterschiedlichem Tempo betrifft. Es gibt kaum einen Ansatz, der universell für den gesamten Körper funktioniert.

Dennoch liefert die Studie einen entscheidenden Beweis für die Hypothese der epigenetischen Verjüngung. Die Fähigkeit, Entzündungen zu reduzieren und Gewebefunktionen zu erhalten, könnte in Zukunft die Basis für Therapien bilden, die nicht nur Symptome lindern, sondern die biologische Uhr spezifischer Organe zurückdrehen. Die nächsten Schritte werden vermutlich untersuchen, ob diese SIRT6-Modulation auch in anderen Geweben oder bei menschlichen Zellkulturen eine vergleichbare Restauration der DNA-Struktur auslöst.