Wenn man das Innere-Uhr-Gen per2 abschaltet, dann kann man die Immunabwehr im Alter verbessern und die Funktion der Stammzellen im Blut aufrecht erhalten.
Der Funktionsverlust von Stammzellen des blutbildenden Systems führt im Alter zu einer immer schlechteren Immunabwehr. Forscher vom Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena identifizierten nun ein Gen – das bekannte Innere-Uhr-Gen per2. Dessen Abschaltung kann die Immunabwehr verbessern, indem die Anzahl von Abwehrzellen im Blut von alten Mäusen stabil bleibt und ihnen eine längere Lebenszeit beschert.
Abnehmende Funktion der für Blutbildung und Immunabwehr zuständigen hämatopoetischen Stammzellen durch DNA-Schäden, die sich dort vermehrt ansammeln
Menschen im Alter leiden sehr unter den Folgen von – teilweise auch harmlosen – Infektionen, die mit zunehmendem Alter häufiger auftreten und oft einen schwereren Verlauf haben. Die abnehmende Funktion der hämatopoetischen Stammzellen – HSZ –, die für Blutbildung und Immunabwehr zuständig sind, spielen dabei eine entscheidende Rolle.
Besonders die mit dem Alter nachlassende Bildung von Lymphozyten verändert die Zusammensetzung des Blutes. Dies hat Immundefekte zur Folgen, die allgemein die körperliche Fitness beeinträchtigen und die Lebensspanne verkürzen. Ein Grund dafür liegt in der zunehmenden Anzahl von DNA-Schäden, die sich im Laufe des Lebens in den hämatopoetischen Stammzellen ansammeln.
Für eine stärkere Immunabwehr das Innere-Uhr-Gen Per2 abschalten
Einem Forscherteam um Prof. Dr. Karl Lenhard Rudolph, Wissenschaftlicher Direktor am Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena, gelang es jetzt, in Mäusen das Innere-Uhr-Gen Per2 als Genschalter für eine gesündere Immunabwehr zu identifizieren.
Wenn das Innere-Uhr-Gen Per2 abgeschaltet wird, so werden die hämatopoetischen Stammzellen gegenüber DNA-Schäden resistenter. Dadurch bleibt die Funktionsfähigkeit der Stammzellen im Alter länger erhalten und die Immunabwehr bleibt somit schlagkräftiger gegenüber verschiedene Erreger. Deswegen waren die untersuchten Mäuse weniger anfällig für Infektionen und lebten – ohne gesteigertes Krebsrisiko – im Schnitt um 15% länger.
Die Forscher führten sogenannte in vivo-RNA-mediierte Interferenz-Analysen (RNAi) an Mäusen durch und überprüften 459 potenzielle Tumor-Suppressor-Gene, ob sie die Selbsterneuerungskapazität von hämatopoetischen Stammzellen infolge von DNA-Schäden begrenzen.
Bei DNA-Schäden, die auf Verstrahlung, Replikationsstress oder fortgeschrittenes Alter zurückzuführen waren, erwies sich das „Period circadian clock 2 (Per2)“-Gen – das eigentlich zusammen mit anderen Erbanlagen den Schlaf-Wach-Rhythmus („Innere-Uhr“) steuert – als maßgeblich für den Erhalt und die Vermehrung von hämatopoetischen Stammzellen. Die Abschaltung von per2 führte zu einer ausgewogeneren Lymphozyten-Produktion und in Golge zu verbesserten Immunabwehr.
Ein weitere interessante Beobachtung war, dass durch die Per2-Inaktivierung auch der Erhalt von Stammzellen mit verkürzten Telomeren – den Schutzenden der Chromosomen – förderte. Die Verkürzung von Telemeren durch die Zellteilung soll für die Alterung des Menschen verantwortlich sein.
Gesund Altern durch verbesserte Immunabwehr
„Die Ergebnisse sind vielversprechend und gleichermaßen überraschend“, erklärt Prof. Rudolph. „Dass die Abschaltung eines einzelnen Gens so eindeutig zu einer Verbesserung der Immunabwehr führt, war nicht zu erwarten.“ Allerdings weist der Alternsforscher darauf hin, dass die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf den Menschen erst noch untersucht werden muss.
Literatur:
Wang J, Morita Y, Han B, Niemann S, Löffler B, Rudolph KL. Per2 induction limits lymphoid-biased haematopoietic stem cells and lymphopoiesis in the context of DNA damage and ageing [published correction appears in Nat Cell Biol. 2019 Jun;21(6):791-792]. Nat Cell Biol. 2016;18(5):480-490. doi:10.1038/ncb3342
Quelle:
Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) http://www.leibniz-fli.de
