In einem bahnbrechenden Unterfangen ist es Forschern der Universität Rochester gelungen, ein Langlebigkeitsgen von Nacktmullen auf Mäuse zu übertragen, was zu einer verbesserten Gesundheit und einer Verlängerung der Lebensdauer der Maus führte.
Nacktmulle, die für ihre lange Lebensdauer und außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit gegen altersbedingte Krankheiten bekannt sind, erregen seit langem die Aufmerksamkeit der wissenschaftlichen Gemeinschaft. Durch die Einführung eines spezifischen Gens, das für verbesserte Zellreparatur und -schutz verantwortlich ist, bei Mäusen haben die Rochester-Forscher aufregende Möglichkeiten eröffnet, die Geheimnisse des Alterns zu entschlüsseln und die menschliche Lebensspanne zu verlängern.
„Unsere Studie liefert einen prinzipiellen Beweis dafür, dass einzigartige Langlebigkeitsmechanismen, die sich in langlebigen Säugetierarten entwickelt haben, exportiert werden können, um die Lebensdauer anderer Säugetiere zu verbessern“, sagt Vera Gorbunova, Doris Johns Cherry-Professorin für Biologie und Medizin in Rochester.
Gorbunova berichtet zusammen mit Andrei Seluanov, einem Professor für Biologie, und ihren Kollegen in einer Studie, die in veröffentlicht wurde Natur dass sie erfolgreich ein Gen, das für die Herstellung von hochmolekularer Hyaluronsäure (HMW-HA) verantwortlich ist, von einem Nacktmull auf Mäuse übertragen haben. Dies führte zu einer verbesserten Gesundheit und einer Verlängerung der mittleren Lebenserwartung der Mäuse um etwa 4,4 %.
Ein einzigartiger Mechanismus für die Krebsresistenz
Nacktmulle sind mausgroße Nagetiere, die im Vergleich zu Nagetieren ihrer Größe eine außergewöhnlich lange Lebensdauer haben; Sie können bis zu 41 Jahre alt werden, fast zehnmal so lange wie Nagetiere ähnlicher Größe. Im Gegensatz zu vielen anderen Arten erkranken Nacktmulle mit zunehmendem Alter nicht oft an Krankheiten wie Neurodegeneration, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Arthritis und Krebs. Gorbunova und Seluanov haben jahrzehntelange Forschung darauf verwendet, die einzigartigen Mechanismen zu verstehen, die Nacktmulle nutzen, um sich vor Alterung und Krankheiten zu schützen.
Die Forscher zuvor entdeckt dass HMW-HA ein Mechanismus ist, der für die ungewöhnliche Krebsresistenz von Nacktmullen verantwortlich ist. Im Vergleich zu Mäusen und Menschen haben Nacktmulle etwa zehnmal mehr HMW-HA in ihrem Körper. Als die Forscher HMW-HA aus Nacktmullenzellen entfernten, war die Wahrscheinlichkeit, dass die Zellen Tumore bildeten, größer.
Gorbunova, Seluanov und ihre Kollegen wollten herausfinden, ob die positiven Wirkungen von HMW-HA auch bei anderen Tieren reproduziert werden können.
Übertragung eines Gens, das HMW-HA produziert
Das Team hat ein Mausmodell genetisch verändert, um die Nacktmull-Version des Hyaluronan-Synthase-2-Gens zu produzieren, das für die Herstellung eines Proteins verantwortlich ist, das HMW-HA produziert. Während alle Säugetiere über das Hyaluronan-Synthase-2-Gen verfügen, scheint die Version des Nacktmulls verstärkt zu sein, um eine stärkere Genexpression zu fördern.
Die Forscher fanden heraus, dass die Mäuse, die die Nacktmull-Version des Gens besaßen, einen besseren Schutz sowohl gegen spontane Tumore als auch gegen chemisch induzierten Hautkrebs hatten. Die Mäuse hatten außerdem eine verbesserte allgemeine Gesundheit und lebten länger im Vergleich zu normalen Mäusen. Als die Mäuse mit der Nacktmull-Version des Gens älter wurden, hatten sie weniger Entzündungen in verschiedenen Teilen ihres Körpers – Entzündungen sind ein Kennzeichen des Alterns – und behielten einen gesünderen Darm.
Während weitere Untersuchungen darüber erforderlich sind, warum HMW-HA so positive Wirkungen hat, gehen die Forscher davon aus, dass dies auf die Fähigkeit von HMW-HA zurückzuführen ist, das Immunsystem direkt zu regulieren.
Ein Jungbrunnen für den Menschen?
Die Ergebnisse eröffnen neue Möglichkeiten für die Erforschung, wie HMW-HA auch zur Verbesserung der Lebensdauer und zur Reduzierung entzündungsbedingter Erkrankungen beim Menschen eingesetzt werden könnte.
„Von der Entdeckung von HMW-HA im Nacktmull bis zum Nachweis, dass HMW-HA die Gesundheit von Mäusen verbessert, hat es zehn Jahre gedauert“, sagt Gorbunova. „Unser nächstes Ziel ist es, diesen Nutzen auf den Menschen zu übertragen.“
Sie glauben, dass sie dies auf zwei Wegen erreichen können: entweder durch die Verlangsamung des Abbaus von HMW-HA oder durch die Verbesserung der HMW-HA-Synthese.
„Wir haben bereits Moleküle identifiziert, die den Hyaluronan-Abbau verlangsamen, und testen sie in präklinischen Studien“, sagt Seluanov. „Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse das erste, aber nicht das letzte Beispiel dafür liefern, wie Langlebigkeitsanpassungen einer langlebigen Art angepasst werden können, um der Langlebigkeit und Gesundheit des Menschen zu helfen.“
Mehr Informationen:
Zhihui Zhang et al., Erhöhtes Hyaluronan durch Nacktmull-Ratte Has2 verbessert die Gesundheitsspanne bei Mäusen, Natur (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06463-0