Forscher an der Universität Bonn haben Blutzellen eines 80-jährigen Mannes im Labor um mehr als 60 Jahre verjüngt. Durch die direkte Umwandlung in neurale Stammzellen sank das biologische Alter der Zellen innerhalb von 50 Tagen auf unter 20 Jahre, was neue Perspektiven für die Erforschung von Alzheimer eröffnet.
Direkte Umwandlung von Blutzellen im Bonner Labor
Wissenschaftler des Instituts für Rekonstruktive Neurobiologie am Universitätsklinikum Bonn sowie der Universität Bonn und der Technischen Hochschule Aachen haben einen Weg gefunden, menschliche Blutzellen drastisch zu verjüngen. Die im Fachmagazin Aging Cell veröffentlichte Untersuchung basiert auf Blutproben von Spendern im Alter zwischen null und 101 Jahren, darunter auch Zellen eines 80-jährigen Mannes.
Statt den herkömmlichen Umweg über pluripotente Stammzellen zu gehen, nutzte das Team um Oliver Brüstle zwei genetische Schalter. Mit Hilfe spezieller Viren brachten die Forscher die Proteine SOX2 und cMYC in Vorläuferzellen roter Blutkörperchen ein. Diese Proteine steuern die Genaktivität so gezielt, dass sich die Zellen direkt in neurale Stammzellen umwandelten – die direkten Vorläufer von Nerven- und Stützzellen des Nervensystems.
Epigenetische Uhren und der ungewöhnliche Zeitplan der Verjüngung
Um das molekulare Alter der veränderten Zellen zu bestimmen, nutzten die Forscher sogenannte epigenetische Uhren. Diese analysieren chemische Modifikationen der DNA, die sich im Laufe des Lebens verändern. Bereits nach zwölf Tagen wiesen die reprogrammierten Zellen typische Stammzellmerkmale auf.
Das biologische Alter sank dabei kontinuierlich. Nach etwa 50 Tagen entsprachen die epigenetischen Alterssignaturen der Zellen eines unter 20-Jährigen. Die Forscher beobachteten den Prozess im Labor über einen Zeitraum von mehr als 100 Tagen. Auch bei stark gebremster Zellteilung durch Substanzen wie Glycerol und Thymidin schritt die Verjüngung fort. Die Methode unterscheidet sich grundlegend von früheren Techniken aus dem Jahr 2018, bei denen derselbe Ansatz der Blutumwandlung beschrieben wurde, jedoch ohne den jetzt dokumentierten, langsamen und über Wochen messbaren Entalterungsprozess.
Es ist ein Prozess, der über Wochen hinweg Schritt für Schritt beobachtet werden kann, vor allem aber können wir versuchen, ihn zu modifizieren. Das macht die Arbeit so wertvoll für die Forschung.
Oliver Brüstle, Direktor des Instituts für Rekonstruktive Neurobiologie
Bedeutung für die Alzheimer-Forschung und klare Grenzen der Methode
Eine Verjüngung des gesamten menschlichen Körpers lässt sich aus den Laborergebnissen nicht ableiten. Zudem bleiben über Jahrzehnte angesammelte DNA-Schäden im Erbgut der Zellen bestehen. Dennoch bietet das Modell Forschern völlig neue Möglichkeiten. Da das Alter als Hauptrisikofaktor für neurodegenerative Erkrankungen gilt, lässt sich nun im Reagenzglas untersuchen, welche Faktoren den Alterungsprozess von Nervenzellen beschleunigen oder bremsen.
Eine direkte Behandlung oder Therapie gegen Alzheimer oder andere Alterskrankheiten ist aus dem Verfahren bisher nicht entstanden. Die Wissenschaftler betonen jedoch, dass die verjüngten Zellen als stabiles experimentelles Modell dienen, um die zellulären Mechanismen hinter dem kognitiven Altern exakt zu durchleuchten.
