Immunabwehr im Alter verbessern

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Die abnehmende Funktion der Stammzellen im Blut führt im Alter zu schlechterer Immunabwehr und so zu Infektionen. Schuld ist das Innere-Uhr-Gen per2.

 

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, bei dessen Abschaltung 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.

Das Ausschalten des Gens Per2 führt in Mäusen zu einer Verbesserung der Immunabwehr sowie zu einer Verlängerung der Lebensspanne um bis zu 15%. © Grafik: iStock / FLI / Wang et al. 2016

Quelle: iStock / FLI / Wang et al. 2016

Das Ausschalten des Gens Per2 führt in Mäusen zu einer Verbesserung der Immunabwehr sowie zu einer Verlängerung der Lebensspanne um bis zu 15%. © Grafik: iStock / FLI / Wang et al. 2016

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.

 

Publikation: Die Ergebnisse wurden am 18. April online im Journal Nature Cell Biology veröffentlicht.

Wang J, Morita Y, Han B, Niemann S, Löer B, Rudolph KL.
Per2 induction limits lymphoid-biased haematopoietic stem cells and lymphopoiesis in the context of DNA damage and ageing. Nature Cell Biology 2016 (e-pub ahead of print), DOI: 10.1038/ncb3342.

Hintergrundinformation. Das Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena widmet sich seit 2004 der biomedizinischen Alternsforschung. Über 330 Mitarbeiter aus 30 Nationen forschen zu molekularen Mechanismen von Alternsprozessen und alternsbedingten Krankheiten. Näheres unter http://www.leibniz-fli.de

 

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MEDMIX Online-Redaktion

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