RepleniSENS: Verlorene Zellen ersetzen

Die Forschungseinrichtung SENS Research Foundation hat sieben Programme ins Leben gerufen, um den menschlichen Alterungsprozess sowie Maßnahmen dagegen zu beschreiben. In diesem Artikel geht es um RepleniSENS, um den Zellverlust auszugleichen.

Das Problem

An jedem einzelnen Tag werden unsere Zellen sowohl durch winzige molekulare Ereignisse als auch durch offensichtliche Traumata beschädigt. Einige dieser Zellen werden repariert, aber andere werden dadurch zerstört oder in einen dysfunktionalen Zustand, ‘seneszent’ genannt, getrieben, in dem sie sich nicht mehr teilen oder für das Wohl des Gesamten selbstzerstören können (Apoptose). Ein Teil der verloren gegangenen Zellen wird wieder aufgefüllt durch gewebespezifische Stammzellen, doch der degenerative Alterungsprozess macht diese gewebespezifischen Stammzellen mit der Zeit weniger effizient für Reparaturen. Unter dem Strich ist das Resultat, dass über mehrere Dekaden hinweg langlebige Gewebe wie etwa das Gehirn, das Herz oder die Skelettmuskeln mehr und mehr Zellen verlieren und ihre Funktionsfähigkeit einbüßen. Muskeln werden schwächer und reagieren nicht mehr so stark auf Reize wie Sport oder Verletzungen. Das Gehirn verliert Neuronen, was zum Abbau kognitiver Fähigkeiten und Demenz sowie zum Verlust der Feinkontrolle über Muskelbewegungen führt, der in Pakinson endet. Der Thymus - eine Drüse, die sich im Brustbein befindet und wo ein großer Teil der Immunzellen reift - schrumpft, was dazu führt, dass Sie anfälliger für Infektionen werden und weniger neue Immunzellen produziert werden.

Zellteilung wird in gewissen Muskeln durch Sport angeregt, wobei der größte Teil des Muskelwachstums und Kraftaufbaus auf das Wachsen der Muskelzellen zurückzuführen ist und nicht auf neue Zellen. Diese Vorgänge können künstlich stimuliert werden durch die Injektion von anabolen Steroiden und anderen Wachstumsfaktoren, dies jedoch mit Nebenwirkungen und ohne dass dies ausreichen würde, um den Verlust der Funktionsfähigkeit auszugleichen. Ebenso ist die Stimulierung der Zellteilung mit dem Risiko behaftet, Krebs auszulösen. Und die Effizienz, mit der der Körper Zellen ersetzt und heilt, sinkt mit dem Alter und macht Wachstumsfaktoren immer weniger wirksam, just wenn der Reparaturbedarf zunehmend kritischer wird.

Die Lösung

Die Lösung zu diesem Problem beinhaltet die Verjüngungs-Biotechnologien, mit denen die meisten Leute vertraut sind: Zelltherapie und Gewebeersatz (Tissue Engineering), die Kunst, Organe für die Transplantation künstlich außerhalb des Körpers in einem biologisch abbaubaren Gerüst zu züchten. Die Transplantation wird bereits angewendet bei der Behandlung von Patienten in Chemotherapie oder bei Dialysepatienten. Allerdings ist es allgemein bekannt, dass es viel zu wenige Spenderorgane gibt, außerdem ist die Transplantation von einem Körper zum anderen mit Risiken behaftet, die durch die Reaktion des Immunsystems auf das fremde Gewebe ausgelöst werden. Dies kann nur mit lebenslanger medikamentöser Ruhigstellung des Immunsystems eingedämmt werden, was den Patienten anfälliger macht für Infektionen und womöglich auch Krebs.

Zwei repleniSENS-Technologien, die sich abzeichnen, werden dies zu einem Problem der Vergangenheit machen - nicht nur für Patienten mit Krankheiten, die heute mit Organtransplantationen behandelt werden, sondern auch, um die Gesundheit und Vitalität des Körpers wiederherzustellen sowie um vielen Krankheiten vorzubeugen, welche aus Zellverlust entstehen. Diese Technologien ermöglichen es, Zellen und Organe nach Maß für den Patienten herzustellen - und das aus den eigenen Zellen des Patienten. Dieses Merkmal macht Zell- und Gewebespenden unnötig und umgeht das Problem der Abstoßung. In beiden Methoden beginnen Wissenschaftler mit adulten Zellen des Patienten wie etwa Haut- oder Blutzellen, diese werden wieder in Stammzellen verwandelt, die die Fähigkeit haben, sich in alle Arten von gewebespezifischen Zellen zu verwandeln und sich zu vermehren.

Die erste Strategie verwendet verschiedene Methoden, um Faktoren in die Zelle einzubringen, um diese umzuprogrammieren, vom adulten Zustand in einen, der embryonalen Stammzellen ähnelt. Dies ist bekannt unter dem Begriff der induzierten Pluripotenten Stammzellen (iPS). Eine Variation dieser erlaubt es Wissenschaftlern, Zellen, die dem zu behandelnden Gewebe entstammen, direkt in die gewünschten Zelltypen umzuprogrammieren, ohne den “Umweg” über den Stammzellenstatus gehen zu müssen. Dies wurde bereits angewandt, um Zellen aus den hautartigen unterstützenden Geweben, die das Herz umgeben, in Herzmuskelzellen zu verwandeln.

Die zweite Methode, neue Stammzellen ähnlich embryonalen Stammzellen aus adulten Zellen herzustellen, ist, diese mit einer gespendeten menschlichen Eizelle zu verschmelzen mithilfe der experimentellen Technik des somatischen Zellkerntransfers, auch bekannt als “therapeutisches Klonen”.

In beiden Fällen kann man einigen der Zellen einer Person die stammzellenähnliche Fähigkeit verleihen, sich zu irgendeiner Zelle zu spezialisieren, welche für die Behandlung von Alterskrankheiten oder Behinderungen verwendet werden kann, und davon dann ausreichende Mengen für die Behandlung produzieren. Weil diese Zellen von der behandelten Person stammen, besteht kein Risiko einer Abstoßungsreaktion. Außerdem hat dieser Ansatz den Vorteil, dass die Zellen biologisch jung sein können und frei von Defekten, ganz im Gegensatz zu Spenderorganen, welche schon der Alterung unterlagen und daher Mutationen oder Altersschäden aufweisen.

Wissenschaftler können mittlerweile Zellen durch biochemische Signale dazu bringen, sich in Zellen des gewünschten Typs zu verwandeln: Neuronen für das Gehirn, Myocyten für das Herz und so weiter. Sie können auch die Techniken des Ersatzgewebe-Engineerings anwenden, um Gewebe und Organe aus diesen Zellen zu erstellen.

Zusätzlich zum Ersetzen von verlorenen, dysfunktionalen oder absterbenden Zellen gibt uns die künstliche Erzeugung von neuen Zellen und Geweben die Gelegenheit, sie als Vehikel zur Anlieferung von Verjüngungsbiotechnologien zu nutzen. Außerdem spielen speziell modifizierte Stammzellen eine wichtige Rolle in der wahrscheinlichsten Strategie, um den Krebs zu besiegen.

Vom SENS Forschungsinstitut finanzierte Forschung
RepleniSENS-Therapien erhalten viel mehr Forschungsgelder von der Regierung, medizinischen Hilfsprojekten und der Biotechindustrie als irgendeine andere Verjüngungsbiotechnologie. Das SENS-Forschungsinstitut fokussiert sich daher auf Projekte, die nicht schon erforscht werden.

Der Thymus ist eine am oberen Ende des Brustbeins angesiedelte Drüse, wo eine Kategorie von Immunzellen, genannt T-Zellen, heranreifen. Die Schrumpfung und der strukturelle Verfall des Thymus mit dem Alter ist eine der zwei Hauptgründe - zusammen mit der Ansammlung von defekten Zellen -, warum wir mit dem Alter immer anfälliger werden für Infektionskrankheiten wie Lungenentzündung oder Grippe. Ersatzgewebe für den Thymus, das wie junges Gewebe funktioniert, würde dabei helfen, die kraftvolle Immunreaktion der Jugend wiederherzustellen. Am Institut für regenerative Medizin der Wake Forest Universität hilft das SENS-Forschungsinstitut Dr. John Jackson, mehr Forschung an Ersatzgewebe für den Thymus zu betreiben, um die jugendliche Funktion wiederherzustellen.

Ebenso an der Wake Forest Universität wird die Arbeit von Dr. Graça Almeida-Porada an Gewebeersatz des Dünndarms durch das SENS Forschungsinstitut finanziert. Ersatzgewebe für den Darm könnte bei der Behandlung von chronisch-endzündlichen Darmkrankheiten eingesetzt werden. Ebenso könnten Patienten, deren Darm in Folge der Strahlenbehandlung von Unterleibs- oder Bauchkrebs geschädigt ist, behandelt werden. Als eine Verjüngungstherapie kann Ersatzgewebe für den Darm dabei helfen, den Rückgang der Nährstoffabsorbtion und Immunfunktion, die mit dem Alter auftreten, zu behandeln. Es ist ebenso ein wichtiger Teil der WILT-Strategie gegen Krebs.

Sonstiges:
Letzte Aktualisierung der Übersetzung: 16.12.2015
Englische Version unter http://sens.org/research/introduction-to-sens-research/cell-loss-and-atrophy

Wichtig: Diese Website ist kein offizieller Teil der SENS-Forschung. Im Zweifel bitte die englische Original-Version benutzen.

Alle Programme: AmyloSENS, LysoSENS, GlycoSENS, OncoSENS, MitoSENS, RepliSENS und ApoptoSENS