SIRT3 in Blutstammzellen könnte Alterungsprozesse im Körper beeinflussen

Knochen haben weit mehr Aufgaben, als den Körper aufrecht zu halten.

In vielen von ihnen befindet sich eine lebendige Fabrik, die fortlaufend die Zellen produziert, aus denen Blut und Immunsystem bestehen: das Knochenmark.

Die dort gebildeten Immunzellen gelangen in den Blutkreislauf und wandern in Muskeln, Lunge, Gehirn sowie andere Organe. Wenn die Stammzellen, aus denen sie hervorgehen, altern, könnten die Folgen daher über die Knochen hinausreichen.

Eine neue, in Nature Aging veröffentlichte Studie deutet darauf hin, dass gealterte Blutstammzellen Altersanzeichen in anderen Körperregionen fördern können, indem sie entzündungsfördernde Immunzellen hervorbringen.

Entzündungen sind normalerweise eine kurzfristige Abwehrreaktion auf Infektionen und Verletzungen. Bleiben sie jedoch über Jahre hinweg auf niedrigem Niveau bestehen, können sie gesundes Gewebe schädigen.

Die Forschenden wollten eine zentrale Frage klären: Spiegeln alternde Blutstammzellen den Alterungsprozess nur wider, oder tragen sie selbst aktiv zum Funktionsverlust entfernter Organe bei?

Wenn Stammzellen altern, müssen die Auswirkungen nicht auf die Knochen beschränkt bleiben. (master1305/iStock/Getty Images)

SIRT3 und alternde Blutstammzellen

Im Mittelpunkt des Teams stand ein Protein namens SIRT3. Es unterstützt die energieerzeugenden Strukturen in Zellen dabei, korrekt zu arbeiten und Belastungen zu bewältigen. Sowohl bei Mäusen als auch bei Menschen sinkt der SIRT3-Spiegel in Blutstammzellen mit zunehmendem Alter.

Die Forschenden verwendeten genetisch veränderte Blutstammzellen von Mäusen, die so angelegt waren, dass sie mehr SIRT3 bilden. Anschließend transplantierten sie entweder diese Zellen oder unveränderte Stammzellen in junge Mäuse mit geschädigtem Immunsystem. Die Transplantate stellten bei den Tieren das Blut- und Immunsystem wieder her.

Die Mäuse wurden beobachtet, bis sie zwei Jahre alt waren – ein hohes Alter für diese Tiere. Bei Mäusen mit den SIRT3-verstärkten Stammzellen fanden sich weniger Immunzellen, die Entzündungen fördern.

Die Unterschiede beschränkten sich nicht auf das Blut. Diese Mäuse liefen weitere Strecken, konnten sich länger an einem umgedrehten Gitter festhalten, schnitten in einem Gedächtnistest besser ab, regulierten ihren Blutzucker wirksamer und wiesen gesünder wirkende Lungen auf.

Allein das Transplantationsexperiment konnte jedoch nicht zeigen, ob die von den veränderten Stammzellen erzeugten Immunzellen diese Effekte in weit entfernte Gewebe übertrugen. Deshalb ging das Team noch einen Schritt weiter.

Die Forschenden übertrugen Immunzellen, die von den SIRT3-verstärkten Stammzellen produziert worden waren, auf weitere junge Mäuse. Auch bei diesen Tieren zeigten sich eine bessere Muskelfunktion, eine verbesserte Blutzuckerkontrolle und eine günstigere Lungenstruktur.

„Die stärksten Belege stammen aus unseren Transplantations- und adoptiven Transferexperimenten“, sagte die leitende Autorin und Biologin Danica Chen von der University of California, Berkeley, gegenüber ScienceAlert.

Zusammengenommen deuteten die beiden Experimente darauf hin, dass Veränderungen, die in Blutstammzellen beginnen, über die von ihnen produzierten Immunzellen entfernte Organe erreichen können.

Weitere Analysen legten nahe, dass SIRT3 verhindert, dass Blutstammzellen in einem Muster festgelegt werden, bei dem sie zu viele entzündungsfördernde Immunzellen bilden. Eine Erhöhung des Proteins schien dieses schädliche Muster abzuschwächen.

Welche Rolle das blutbildende System beim Altern spielen könnte

Die Ergebnisse ergänzen die Hinweise darauf, dass das blutbildende System beim Altern eine umfassendere Rolle spielen könnte als bislang angenommen.

Wissenschaftler haben zuvor alternde Blutstammzellen bei Mäusen in einen jüngeren Zustand zurückversetzt. Studien mit unterschiedlichen menschlichen Bevölkerungsgruppen weisen zudem darauf hin, dass langfristige Entzündungen möglicherweise kein unvermeidlicher Bestandteil des Älterwerdens sind.

Es gibt jedoch wichtige Gründe zur Vorsicht. Die Experimente wurden mit Mäusen und genetisch veränderten Stammzellen durchgeführt; zudem könnte bereits die Vorbereitung vor der Knochenmarktransplantation die Tiere beeinflusst haben.

Die Studie untersuchte ausgewählte Gesundheitsparameter. Sie belegt nicht, dass eine Steigerung von SIRT3 die Alterung verlangsamen, die Lebensdauer verlängern oder die Gesundheit von Menschen verbessern kann.

Dennoch wirft sie einige interessante Fragen auf.

„Die erste Frage lautet, ob der von uns bei Mäusen identifizierte Mechanismus beim Menschen erhalten ist“, sagte Chen.

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Nun müssen Forschende klären, ob eine abnehmende SIRT3-Aktivität dazu führt, dass alternde menschliche Blutstammzellen mehr entzündungsfördernde Immunzellen produzieren. Solange dieser Zusammenhang nicht bestätigt ist, bleibt SIRT3 ein Gegenstand weiterer Forschung und keine Behandlung gegen Alterung.

Sollte sich derselbe Prozess beim Menschen bestätigen, könnten Blutstammzellen eines Tages ein Ansatzpunkt sein, um altersbedingte Entzündungen im gesamten Körper zu verringern.

Vorerst zeigt die Studie etwas Grundsätzlicheres: Bei Mäusen spiegelten alternde Blutstammzellen den Funktionsverlust an anderer Stelle nicht nur wider.

Über die Immunzellen, die sie erzeugten, trugen sie aktiv dazu bei.

Die Studie wurde in Nature Aging veröffentlicht.

Dieser Artikel wurde von Rachel Garner faktengeprüft und von Peter Dockrill redigiert. Wir sind stolz auf unseren Prozess, doch auch wir sind nur Menschen. Falls Ihnen ein Fehler auffällt, teilen Sie ihn uns bitte mit.