Hautzellen lassen sich um 30 Jahre verjüngen

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Forscher des Babraham Institute http://babraham.ac.uk haben ein Verfahren entwickelt, das es menschlichen Hautzellen ermöglicht, einen Zeitsprung von 30 Jahren zu machen. Dabei wird die Uhr des Alterns zurückgedreht, ohne dass dabei die spezialisierten Funktionen der Zellen verloren gehen. Es ist gelungen, die Funktion älterer Zellen teilweise wiederherzustellen und die molekularen Maßstäbe des Alterns zu verjüngen. Diese Forschung befindet sich zwar noch in einem frühen Stadium, sie könnte jedoch eines Tages die regenerative Medizin revolutionieren.

Stammzellen gezielt verändern

Wird ein Mensch älter, nimmt die Funktionsfähigkeit der Zellen ab und das Genom sammelt Spuren des Alterns an. Die regenerative Biologie zielt darauf ab, entweder die Zellen zu reparieren oder Zellen inklusive der alten zu ersetzen. Die Schaffung induzierter Stammzellen gehört zu den wichtigsten Werkzeugen. Bisher ist es jedoch noch nicht gelungen, jene Bedingungen zuverlässig wiederherzustellen, unter denen sich diese Stammzellen zu allen Zelltypen entwickeln können.

Das neue Verfahren basiert auf einer mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Technik zur Herstellung von Stammzellen. Das bestehende Problem wird dabei durch die vollständige Löschung der Identität der Zelle gelöst, indem der Teil der Reprogrammierung während des ganzen Vorgangs gestoppt wird. Dadurch konnten die Forscher eine genaue Balance zwischen der Reprogrammierung der Zellen, ihrer biologischen Verjüngung und dem Erhalt ihrer speziellen Funktion erzielen. Details wurden in „eLife“ veröffentlicht.

Zellen teilweise reprogrammiert

2007 hat Shinya Yamanaka normale Zellen, die über eine spezifische Funktion verfügen, in Stammzellen verwandelt, die zu jedem Zelltyp werden können. Der gesamte Vorgang der Reprogrammierung der Stammzellen dauert rund 50 Tage. Dabei kommen vier Schlüsselmoleküle, die Yamanaka-Faktoren, zum Einsatz. Das neue Verfahren „Maturation PhaseTransient Reprogramming“ setzt Zellen nur 13 Tage lang den Yamanaka-Faktoren aus. Zu diesem Zeitpunkt sind altersbedingte Veränderungen entfernt und die Zellen haben vorübergehend ihre Identität verloren.

Den teilweise reprogrammierten Zellen wurde unter normalen Bedingungen Zeit gegeben zu wachsen, um zu beobachten, ob ihre spezifische Funktion als Hautzellen wiederkehrte. Die Genomanalyse hat ergeben, dass das der Fall war, was auch durch die Produktion von Kollagen bestätigt wurde. Um nachzuweisen, dass sich die Zellen tatsächlich verjüngt hatten, hat das Team um Diljeet Gill nach Veränderungen bei den Kennzeichen der Alterung gesucht.

Zuerst handelt es sich dabei um die epigenetische Uhr, bei der chemische Markierungen, die im gesamten Genom vorhanden sind, auf das Alter hinweisen. Zweitens geht es um Transkriptome, alle jene Genauslesungen, die von der Zelle produziert werden. Basierend auf diesen beiden Maßstäben, entsprachen die reprogrammierten Zellen dem Profil von Zellen, die im Vergleich zu den Referenzdatensätzen 30 Jahre jünger waren. Die möglichen Einsatzgebiete dieses Verfahrens beruhen darauf, dass die Zellen nicht nur jünger erscheinen, sondern auch wie junge Zellen funktionieren.

Autor:in

  • Studiengangsleiter "GuK" IMC FH Krems, Institutsleiter Institut "Pflegewissenschaft", Diplomierter Gesundheits- und Krankenpfleger, Pflegewissenschaft BScN (Umit/Wien), Pflegewissenschaft MScN (Umit/Hall)