Das Geheimnis ewiger Jugend? Wissenschaftler entwickeln eine neue Technik zur Verjüngung von Hautzellen – und behaupten, sie könnten die Alterungsuhr um 30 JAHRE zurückdrehen

Es ist seit Jahrhunderten der Traum von Frauen – und Männern. Jetzt sagen Wissenschaftler, dass sie einen Weg gefunden haben, den Alterungsprozess in der menschlichen Haut umzukehren.

Forscher in Cambridge enthüllen, dass sie Hautzellen von Menschen im Alter von 38 und 53 umprogrammiert haben, um sie um 30 Jahre „jünger“ zu machen.

Das Verfahren dreht die Alterungsuhr weiter zurück als frühere Umprogrammierungsverfahren, ohne die Zellen zu beschädigen.

Forscher sagen, dass sie teilweise sogar Funktionen wiederherstellen können, die in älteren Zellen verloren gegangen sind.

Während sich die Forschung noch in einem frühen Stadium befindet, könnten die Ergebnisse die regenerative Medizin schließlich revolutionieren, insbesondere wenn sie in anderen Zelltypen und anderen Geweben im Körper repliziert werden können, behaupten die Forscher.

In Experimenten hatten alternde Zellen Marker wiedererlangt, die für Hautzellen charakteristisch sind, die Kollagen produzieren, ein Molekül, das in Knochen, Hautsehnen und Bändern vorkommt und dabei hilft, Gewebe zu strukturieren und Wunden zu heilen. Hier zeigt Rot die Kollagenproduktion durch Hautzellen, die Fibroblasten genannt werden

Zellen ändern während der vorübergehenden Umprogrammierung vorübergehend ihre Form. Dieses Bild zeigt eine einzelne Zelle mit Fibroblasten-Oberflächenmarker in Grün

In Experimenten alternde Zellen wurden eher wie Hautzellen, die Fibroblasten genannt werden, die Kollagen produzieren, ein Protein, das den Körper zusammenhält und ihn stark hält.

Die Anzahl der Fibroblasten in der menschlichen Haut nimmt mit dem Alter fortschreitend ab. Diese Zellen schrumpfen auch, wenn wir älter werden.

Die neuen Erkenntnisse könnten zu einem gezielten Ansatz zur Behandlung des Alterns führen, der die regenerative Medizin „revolutionieren“ könnte, so die Forscher.

Die neue Forschung wurde am Babraham Institute, einem Forschungsinstitut für Biowissenschaften in Cambridge, durchgeführt und in der Zeitschrift veröffentlicht eLife.

„Unsere Ergebnisse stellen einen großen Fortschritt in unserem Verständnis der Zellreprogrammierung dar“, sagte Dr. Diljeet Gill vom Babraham Institute.

„Wir haben bewiesen, dass Zellen verjüngt werden können, ohne ihre Funktion zu verlieren, und dass die Verjüngung darauf abzielt, alten Zellen eine gewisse Funktion zurückzugeben.

„Die Tatsache, dass wir auch eine Umkehrung von Alterungsindikatoren in mit Krankheiten assoziierten Genen gesehen haben, ist für die Zukunft dieser Arbeit besonders vielversprechend.“

Mit zunehmendem Alter nimmt die Funktionsfähigkeit der Zellen ab und das Genom – ihr DNA-Bauplan – reichert sich mit Alterserscheinungen an.

Regenerative Biologie zielt darauf ab, Zellen zu reparieren oder zu ersetzen, auch alte.

Eines der wichtigsten Werkzeuge in der regenerativen Biologie ist unsere Fähigkeit, „induzierte“ Stammzellen zu erzeugen.

Dieser Prozess löscht jedoch im Wesentlichen die Zellen ihrer Funktion und gibt ihnen das Potenzial, zu jedem Zelltyp zu werden.

Die Arbeit stammt ursprünglich aus der Arbeit am Roslin Institute in Edinburgh in den 1990er Jahren, eine Brustzelle, die einem sechsjährigen Schaf entnommen wurde, in einen Embryo zu verwandeln.

Dieses Projekt führte bekanntermaßen zur Schaffung von Dolly, dem Schaf, dem ersten Säugetier, das aus einer erwachsenen Körperzelle geklont wurde.

Dollys Kreation zeigte, dass Gene im Kern einer reifen Zelle immer noch in der Lage sind, in einen embryonalen totipotenten Zustand zurückzukehren – was bedeutet, dass sich die Zelle teilen kann, um alle unterschiedlichen Zellen eines Tieres zu produzieren.

Das Schaf Dolly (im Bild) wurde im Juli 1996 am Roslin Institute in Edinburgh geboren. Sie wurde aus einer Brustzelle eines sechs Jahre alten Schafs gezüchtet

Dies ebnete den Weg für den mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Wissenschaftler Dr. Shinya Yamanaka, der 2007 als erster Wissenschaftler normale Zellen, die eine bestimmte Funktion haben, in Stammzellen umwandelte, die die besondere Fähigkeit besitzen, sich zu jedem Zelltyp zu entwickeln.

Diese Methode namens IPS dauert etwa 50 Tage und verwendet vier Schlüsselmoleküle, die als Yamanaka-Transkriptionsfaktoren bezeichnet werden – Oct4, Sox2, Klf4 und cMyc.

Die neue Methode des Babraham Institute, genannt „Maturation Phase Transient Reprogramming“, setzt Zellen Yamanaka-Faktoren für nur 13 statt 50 Tage aus.

Zu diesem Zeitpunkt hatten sich die Zellen noch nicht in embryonale Stammzellen verwandelt, sondern wurden „verjüngt“, als ob sie 30 Jahre jünger wären.

Den teilweise umprogrammierten Zellen wurde Zeit gegeben, unter normalen Bedingungen zu wachsen, um zu beobachten, ob ihre spezifische Hautzellfunktion zurückkehrte.

Die Genomanalyse zeigte, dass die Zellen für Hautzellen (Fibroblasten) charakteristische Marker wiedererlangt hatten, was durch die Beobachtung der Kollagenproduktion in den umprogrammierten Zellen bestätigt wurde.

Um zu zeigen, dass sich die Zellen verjüngt hatten, suchten die Forscher nach Veränderungen in den Merkmalen des Alterns.

Die Forschung umfasst sogenannte Yamanaka-Transkriptionsfaktoren, benannt nach dem mit dem Nobelpreis ausgezeichneten japanischen Wissenschaftler Dr. Shinya Yamanaka (Bild).

Die Forscher untersuchten mehrere Maße des Zellalters. Die erste ist die epigenetische Uhr, bei der chemische Markierungen, die im gesamten Genom vorhanden sind, das Alter anzeigen.

Das zweite ist das Transkriptom, alle Genanzeigen, die von der Zelle produziert werden.

Durch diese beiden Maßnahmen entsprachen die umprogrammierten Zellen dem Profil von Zellen, die im Vergleich zu Referenzdatensätzen 30 Jahre jünger waren, so das Team.

Die Technik kann nicht sofort in ein klinisches Umfeld übertragen werden, da IPS das Krebsrisiko erhöht.

Im Moment bestehen die nächsten Forschungsschritte darin, den genauen Mechanismus zu verstehen, der diese teilweise Umprogrammierung ermöglicht hat, aber schließlich könnte er für Zelltherapien in Situationen eingesetzt werden, in denen das Alter der Zellen einen Unterschied macht, wie z. B. bei der Hautheilung bei Verbrennungen .

Mögliche Anwendungen dieser Technik sind davon abhängig, dass die Zellen nicht nur jünger erscheinen, sondern auch wie junge Zellen funktionieren.

Fibroblasten produzieren Kollagen, ein Molekül, das in Knochen, Hautsehnen und Bändern vorkommt und dabei hilft, Gewebe zu strukturieren und Wunden zu heilen.

Die verjüngten Fibroblasten produzierten im Vergleich zu Kontrollzellen, die den Reprogrammierungsprozess nicht durchlaufen hatten, mehr Kollagenproteine, fanden Forscher des Babraham Institute heraus.

Fibroblasten bewegen sich auch in Bereiche, die repariert werden müssen, daher testeten die Forscher die teilweise verjüngten Zellen, indem sie einen künstlichen Schnitt in einer Zellschicht in einer Schale erzeugten.

Sie fanden heraus, dass sich ihre behandelten Fibroblasten schneller in die Lücke bewegten als ältere Zellen – ein vielversprechendes Zeichen dafür, dass eines Tages Zellen geschaffen werden könnten, die Wunden besser heilen können.

Die Forscher wollen auch sehen, ob die neue Methode bei anderen Geweben wie Muskel-, Leber- und Blutzellen funktioniert.

In Zukunft könnte diese Forschung auch andere therapeutische Möglichkeiten eröffnen; Die Forscher beobachteten, dass ihre Methode auch Auswirkungen auf andere Gene hatte, die mit altersbedingten Krankheiten und Symptomen in Verbindung stehen.

Das APBA2-Gen, das mit der Alzheimer-Krankheit assoziiert ist, und das MAF-Gen, das eine Rolle bei der Entstehung von grauem Star spielt, zeigten beide Veränderungen in Richtung jugendlicher Transkriptionsniveaus.

Die neuen Erkenntnisse könnten zu einem gezielten Ansatz zur Behandlung des Alterns führen, der die regenerative Medizin „revolutionieren“ könnte (Aktenfoto)

Der Mechanismus hinter der erfolgreichen vorübergehenden Umprogrammierung ist noch nicht vollständig verstanden und ist das nächste Puzzleteil, das es zu erforschen gilt.

Die Forscher spekulieren, dass Schlüsselbereiche des Genoms, die an der Bildung der Zellidentität beteiligt sind, dem Umprogrammierungsprozess entgehen könnten.

Professor Wolf Reik, ein Gruppenleiter im Epigenetik-Forschungsprogramm, der kürzlich an die Spitze des Altos Labs Cambridge Institute gewechselt ist, sagte: „Diese Arbeit hat sehr aufregende Implikationen.

„Möglicherweise können wir Gene identifizieren, die sich ohne Neuprogrammierung verjüngen, und gezielt auf diese abzielen, um die Auswirkungen des Alterns zu verringern.

„Dieser Ansatz verspricht wertvolle Entdeckungen, die einen erstaunlichen therapeutischen Horizont eröffnen könnten.“

Professor Reik erzählt die BBC dass die Begriffe Jugendelixier oder Anti-Aging-Pille nicht ganz abwegig sind.

„Die Technik wurde bei gentechnisch veränderten Mäusen angewendet, und es gibt einige Anzeichen einer Verjüngung“, sagte er.

„Eine Studie zeigte Anzeichen einer verjüngten Bauchspeicheldrüse, die wegen ihres Potenzials zur Bekämpfung von Diabetes interessant ist.“