Wissenschaftler verjüngen alternde Zellen von Kindern mit Progerie

Mit Hilfe neuer Technologien fanden Forscher aus Texas heraus, dass sie viele Alterungsmarker in Zellen von Kindern mit Progerie rückgängig machen können, einer seltenen genetischen Krankheit, die zu schneller Alterung und frühem Tod führt.
Forscher, die sich mit Progerie beschäftigen, haben herausgefunden, dass sie mehrere Marker des Alterns rückgängig machen können, indem sie sich auf die Telomerlänge konzentrieren.

Das Team vom Houston Methodist Research Institute in Texas beschreibt den Durchbruch in einem Forschungsbrief, der im Zeitschrift des American College of Cardiology.

Dr. John Cooke, Abteilungsleiter für kardiovaskuläre Wissenschaften, und Kollegen untersuchten Zellen von Kindern mit Progerie, um mehr über den Alterungsprozess zu erfahren.

Sie glauben, dass ihre Ergebnisse zu einer Möglichkeit führen könnten, andere Probleme im Zusammenhang mit dem Altern umzukehren.

Progerie ist eine sehr seltene Krankheit, die durch Mutationen im LMNA-Gen verursacht wird. Die Mutation entsteht fast immer spontan und nicht von einem Elternteil. Es wird angenommen, dass zu jeder Zeit weniger als 250 Kinder weltweit mit der Krankheit leben.

Kinder mit Progerie können bei der Geburt normal erscheinen, aber innerhalb eines Jahres zeigen sie ausgeprägte körperliche Anzeichen, wie eine viel langsamere Wachstumsrate, Haarverlust, eine eingeklemmte Nase und ein Gesicht und einen Kiefer, die im Verhältnis zum Rest klein sind vom Körper.

Progerie, Telomere und schnelle Alterung

Kinder mit Progerie leiden auch an Symptomen, die normalerweise mit viel älteren Menschen verbunden sind, einschließlich progressiver schwerer Herz- und Kreislaufprobleme, Steifheit in den Gelenken und Hüftverrenkungen. Die meisten Patienten sterben an einem Herzinfarkt oder einem Schlaganfall und nur wenige leben über ihren Teenageralter hinaus.

"Diese Kinder sterben im Alter von 13, 14, 15 Jahren an Herzinfarkt und Schlaganfall", erklärt Dr. Cooke. "Wir wollten etwas tun, das die Lebensqualität der Kinder verbessert und es ihnen möglicherweise ermöglicht, länger zu leben. Also haben wir uns daran gemacht, ihre Zellen zu untersuchen und zu sehen, ob wir die Zellfunktionen verbessern können."

Der übliche Ausgangspunkt für die Untersuchung einer Krankheit, die durch ein fehlerhaftes Gen verursacht wird, ist der Versuch, das Gen zu korrigieren oder das Protein, für das es kodiert, zu verändern. Dr. Cooke und Kollegen entschieden sich jedoch, das Problem aus einem anderen Blickwinkel zu betrachten: Sie konzentrierten sich auf Telomere.

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Telomere sind DNA- und Proteinstrukturen, die sich an beiden Enden der Chromosomen befinden und das Genom schützen. Sie wurden mit den Plastikdichtungen an den Enden der Schnürsenkel verglichen, die sie abfransen.

Telomere verkürzen sich mit dem Alter; Mit jeder Zellteilung geht ein kleines Stück Telomer verloren. Wenn die Telomere eine kritische Länge erreichen, kommen die Zellen an ihr Lebensende und hören auf, sich zu teilen, oder durchlaufen einen organisierten Prozess des Zelltodes, der als Apoptose bezeichnet wird.

Kürzere Telomere wurden mit höheren Krankheitsraten und kürzeren Lebensdauern in Verbindung gebracht. Aus diesem Grund ähnelt die Telomerlänge einer "biologischen Uhr", die vorhersagen kann, wie lange eine Zelle oder ein Organismus leben wird.

'Dramatischer Effekt' von Telomerverlängerung

Das Team stellte fest, dass die Zellen von Kindern mit Progerie viel kürzere Telomere hatten. Sie entschieden, ob sie die Funktion dieser Zellen, ihre Reaktion auf Stress und ihre Fähigkeit zu teilen verbessern konnten, indem sie einen Weg fanden, ihre Telomere zu verlängern.

Dr. Cooke erklärt, dass viele der Dinge, die Kindern mit Progerie passieren, uns allen irgendwann passieren, wenn unsere Telomere erodieren, außer dass in ihrem Fall das Tempo stark beschleunigt wird.

Das Team verwendete eine neue Technologie namens RNA-Therapeutika, die kleine Moleküle in Zellen einbringt, um deren Genexpression zu verändern. Auf diese Weise konnten sie die Zellen von Progerie-Patienten dazu bringen, Telomerase zu produzieren, ein Protein, das die Telomere verlängert.

Innerhalb weniger Tage zeigten die Zellen wesentliche Veränderungen, die ihre Lebensdauer und ihre Funktion beeinflussten. Dr. Cooke sagt, dass sie sehr überrascht waren, dass nur eine Behandlung eine solche Wirkung haben könnte.

"Wir hatten nicht erwartet, dass sich die Fähigkeit der Zellen zur Vermehrung so dramatisch auswirkt", erklärt er. "Sie könnten normal funktionieren und sich teilen, und wir geben ihnen eine zusätzliche Lebensdauer und eine bessere Funktion."

"Umgekehrt viele Marker der Zellalterung"

Das Team verglich auch die zellulären Effekte des neuartigen RNA-Therapieansatzes mit derzeit verwendeten Therapien und fand einige dramatische Kontraste.

"Unser Ansatz hatte eine viel größere Wirkung auf alle Marker der Zellalterung. Wir haben die Fähigkeit der Zellen, sich zu vermehren und die Produktion von Entzündungsproteinen zu verbessern, deutlich verbessert. Die beobachteten Zellalterungsmarker wurden alle mit der Behandlung in unserer Studie umgekehrt . "

Dr. John Cooke

Dr. Cooke erklärt, dass als Arzt viele der Krankheiten, die er antrifft, eine Folge des Alterns sind. Zum Beispiel ist es ein Hauptrisikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, die die Hauptursache für Schlaganfälle und Herzinfarkte sind, denen etwa ein Drittel der Menschen in den Vereinigten Staaten erliegen.

Er schlägt vor, dass, weil ihre Forschung zeigt, wie RNA-Therapeutika die Verkürzung von Telomeren umkehren und sie in Zellen von Kindern mit Progerie verlängern können, dann kann es möglich sein, "viele der mit dem Altern verbundenen Probleme umzukehren".

Er und seine Kollegen glauben, dass sie aus diesen Ergebnissen innerhalb weniger Jahre relativ schnell etwas Nützliches machen können.

"Unsere nächsten Schritte sind, diese Therapie in Richtung klinische Anwendung zu verschieben", sagt Dr. Cooke. Er fügt hinzu: "Wir planen dies durch die Verbesserung bestehender Zelltherapien. Ich möchte eine Therapie für diese Kinder entwickeln. Es ist ein unerfüllter Bedarf."

Im folgenden Video fasst Dr. Cooke die Forschung und ihre Auswirkungen zusammen.