Zellverjüngung: Bonner und Aachener Forscher setzen Alter um 60 Jahre zurück

In der biomedizinischen Altersforschung liefern wissenschaftliche Untersuchungen aus Deutschland neue Einblicke in die biologische Umkehrbarkeit von Alterungsprozessen. Ein Forschungsteam der Universität Bonn und der RWTH Aachen konnte nachweisen, dass sich gealterte menschliche Zellen molekular um Jahrzehnte zurücksetzen lassen.

In Versuchen verjüngten die Wissenschaftler Zellen eines 80-jährigen Spenders um rund 60 Jahre auf ein molekulares Alter von unter 20 Jahren. Die entsprechenden Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Aging Cell publiziert.

Umprogrammierung über virale Transkriptionsfaktoren

Als Ausgangsmaterial dienten den Forschern Vorläuferzellen roter Blutkörperchen. Durch den Einsatz viraler Transkriptionsfaktoren gelang die Umprogrammierung in sogenannte induzierte neurale Stammzellen (iNSCs). Dieser Laborprozess beanspruchte einen Zeitraum von etwa 50 Tagen.

Die Wissenschaftler führten die Reprogrammierung an Proben von insgesamt 15 Spendern durch, deren Alter vom Neugeborenen bis zu 101 Jahren reichte. Bemerkenswert war dabei der Befund, dass die Verjüngung unabhängig von der Zellteilung stattfand.

Deutlicher Rückgang des DNA-Methylierungsalters

Zur Messung des biologischen Alters nutzten die Forscher epigenetische Marker. Das DNA-Methylierungsalter sank durch den Umprogrammierungsprozess auf circa 13 Prozent des ursprünglichen Spenderalters ab.

Wurden die reprogrammierten Zellen im Laborbetrieb einer hohen Passagierung unterzogen, reduzierte sich dieser Wert noch weiter auf etwa 5 Prozent des Spenderalters.

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Funktionelle Erholung und zelluläre Gesundheit

Über die rein epigenetischen Messwerte hinaus zeigte sich eine funktionelle Verjüngung des Gewebes. Bei Spendern im Alter von 87 und 101 Jahren stellten die Wissenschaftler nach dem Prozess keine altersbedingten Anomalien mehr in der Kernlamina, der Autophagie oder den Mitochondrien fest.

Zudem wiesen die Zellen reduzierten mitochondrialen Stress beziehungsweise eine verringerte mitochondriale Toxizität auf, was als klares Merkmal einer funktionellen Regeneration gilt.

Perspektiven für die Erforschung von Alzheimer und Parkinson

Die etablierte Methode zeichnet sich durch eine hohe Stabilität aus: Sie ermöglichte den Forschern die kontinuierliche Beobachtung der Zellen über einen Zeitraum von mehr als 100 Tagen.

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Das primäre Forschungsziel besteht darin, die zellulären Mechanismen und Veränderungen bei schweren neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson grundlegend zu entschlüsseln.

Da fortgeschrittenes Alter einer der maßgeblichen Risikofaktoren für derartige Erkrankungen darstellt, bieten die aus Spenderzellen gewonnenen, künstlich verjüngten neuralen Stammzellen ein wichtiges Modell, um Krankheitsursachen auf zellulärer Ebene im Labor systematisch zu untersuchen.