Alte Mäuse sind müde und schwach. Sie turnen nicht mehr durch ihren Käfig, streiten sich selten mit Artgenossen, riechen nicht mehr richtig und verhalten sich insgesamt so, wie man es im gesetzten Alter nun mal tut: eher bedächtig.
Doch nun scheinen Harvard-Forscher des amerikanischen Dana-Farber Cancer Institute eine Möglichkeit gefunden zu haben, den alten Mäusen neue Energie einzuhauchen. Ronald DePinho, Mariela Jaskelioff und ihr Team berichten im Fachjournal „Nature“, dass sie auf molekularer Ebene das Altern der Tiere nicht nur verlangsamen oder stoppen konnten, sondern dass ihnen sogar eine Verjüngung der Mäuse gelungen ist.
Und das – so schreiben die Wissenschaftler – hat sogar sie selbst überrascht: Denn der Trick, mit dem sie die Tiere verjüngten, war eigentlich erstaunlich einfach.
Die Molekularbiologen erforschen bereits seit Längerem das Telomersystem im Inneren von Zellen. Diese Strukturen sind die Endstücke der Chromosomen, zu denen die Erbinformation in den Zellkernen zusammengedreht ist. Bei jeder Zellteilung, bei der die Chromosomen kopiert und auf die beiden Tochterzellen aufgeteilt werden, gehen geringe Mengen der Telomere verloren. Sie werden dadurch von Teilung zu Teilung kürzer – und mit ihnen werden auch die gesamten Chromosomen kürzer.
Eigentlich bestehen diese Telomere aus langen Ketten sich tausendfach wiederholender Basenpaare. Dadurch, dass sich diese Endstücke in bestimmter Weise falten, schützen sie die wichtigen codierenden Regionen der Chromosomen davor, an ihren Enden durch Enzyme abgebaut zu werden. Die Telomere sind also gleichsam Schutzkappen an den Chomosomen-Enden, die allerdings von Zellteilung zu Zellteilung abgebaut werden.
Das Enzym Telomerase sorgt normalerweise dafür, dass dies nicht zu schnell passiert – es kann die verloren gegangenen Basen bis zu einem gewissen Grad wiederaufbauen. Irgendwann erschöpft sich aber diese Aufbaukapazität, und die Schutzkappen werden kleiner und unterschreiten eine kritische Mindestgröße. Dann kann sich die Zelle nicht mehr teilen, meist wird der programmierte Zelltod oder eine Art Ruhephase eingeleitet.
Das kann aber auch dazu führen, dass ganze Organe langsam sterben und sich die Krankheitsanfälligkeit erhöht. Die Telomerase wird als ein wichtiger Schutz vor dem Altern von Zellen diskutiert – nicht nur bei Labormäusen, sondern auch beim Menschen.
Um den Effekt der Telomerase genauer zu erforschen, haben die Harvard-Forscher nun eine genetische veränderte Maus untersucht. Die TERT-ER-Mäuse wurden als klassische Knock-out-Mäuse, bei denen gezielt einzelne Gene ausgeschaltet werden, gezüchtet. Sie hatten von Geburt an keine funktionierende die Chromosomen verlängernde Telomerase: Ihre Zellen alterten viel schneller als die Zellen normaler Mäuse. Ihr Gehirn schrumpfte schon nach kurzer Zeit, sie verloren ihren Geruchssinn und ihre Aktivität, und ihr Magen-Darm-System arbeitete nicht mehr richtig.
Nachdem die Forscher diesen früh gealterten Mäusen über vier Wochen hinweg ein bestimmtes Eiweiß injiziert hatten, der die Telomerase zum Arbeiten brachte, ging es den Nagern schnell besser. Sie waren nach vier Wochen bereits aktiver, konnten wieder besser riechen, die Größe ihres Gehirns nahm zu, ihr Darmgewebe war gesund, und Hodenzellen, die sich zuvor in der Ruhephase befunden hatten, teilten sich wieder.
Die Wissenschaftler interpretieren ihre Ergebnisse so, dass bei alternden Organen die Uhr zurückgedreht werden könnte. Aber sie weisen auch ausdrücklich darauf hin, dass die Telomeraseaktivierung bei Menschen durchaus etwas anderes bewirken könnte als bei Mäusen. Denn im Gegensatz zu Menschen ist die Telomerase bei Mäusen ihr ganzes Leben lang aktiv. Bei Menschen hingegen stoppt ihre Aktivität im Erwachsenenalter.
Forscher sehen darin einen Kompromiss der Evolution: Dass sich die Zellen im Alter nicht weiter teilen können, weil die Telomerase abgeschaltet wird, könne bei den vergleichsweise langlebigen Menschen möglicherweise das Entstehen von Krebs verhindern. Grundsätzlich sei bei einer Telomerase-Aktivierung damit zu rechnen, dass Krebs entsteht, schreibt Ronald DePinho. Keine seiner 23 Labormäuse habe zwar einen Krebs entwickelt, aber man könne es nicht ausschließen.
Zudem ist es unter Forschern unstrittig, dass Altern keineswegs von nur einem Faktor wie der Telomerase abhängt. Auch veränderte Hormonkonzentrationen im Blut, die Aktivität des Immunsystems und bestimmte genetische Varianten (es sind über zehn verschiedene, mit dem Altern verbundene Gene bekannt) steuern den Alterungsprozess beim Menschen. Für einzelne Organe, in denen erst einzelne Zellen gealtert sind, könne dieser Mechanismus aber möglicherweise genutzt werden.
