Team findet heraus, dass regenerative Gene anderer Arten das Altern bei Fruchtfliegen unterdrücken

Ein Forscherteam, zu dem auch Kollegen der Graduate School of Pharmaceutical Sciences der Universität Tokio gehörten, hat Gene einfacher Organismen, die ihren Körper regenerieren können, in gewöhnliche Fruchtfliegen übertragen. Fruchtfliegen sind komplexere Tiere, die ihren Körper nicht regenerieren können. Das Team stellte fest, dass das übertragene Gen ein altersbedingtes Darmproblem bei den Fliegen unterdrückte. Ihre Ergebnisse legen nahe, dass die Untersuchung von Genen, die für Tiere mit hoher Regenerationsfähigkeit spezifisch sind, neue Mechanismen zur Erneuerung der Stammzellfunktion und zur Verlängerung der gesunden Lebensspanne nicht verwandter Organismen aufdecken könnte.

Das Werk erscheint in BMC Biologie.

Wollen Sie ewig leben? Manche wollen das, manche nicht. Aber wir alle wollen so lange wir können gesund leben, und ein großer Teil der medizinischen Forschung beschäftigt sich mit diesem Aspekt der Langlebigkeit. Eine Idee, die ein wenig nach Science-Fiction klingen mag, besteht darin, den menschlichen Körper so zu verbessern, dass er sich selbst regenerieren kann, wenn er verletzt oder krank ist oder wenn das Alter seinen Tribut fordert, ähnlich wie der Superheld Wolverine aus der beliebten Comic- und Filmreihe „X-Men“. Natürlich sind wir noch lange nicht so weit, aber in der Welt der regenerativen Medizin werden Fortschritte erzielt, auch wenn die Testpersonen im Moment nur Fliegen sind.

„Bei Tieren, die zur Regeneration des gesamten Körpers fähig sind, wie etwa Plattwürmern und Quallen, könnten bestimmte Gene dabei helfen, die Regeneration zu ermöglichen und die Stammzellfunktionen langfristig aufrechtzuerhalten. Umgekehrt könnten Säugetiere und Insekten, die nur über begrenzte Regenerationsfähigkeiten verfügen, diese Gene im Laufe der Evolution verloren haben“, sagte Associate Professor Yuichiro Nakajima.

„Es ist unklar, ob die Wiedereinführung dieser regenerationsassoziierten Gene bei Tieren mit geringer Regenerationsfähigkeit deren Regenerations- und Alterungsprozesse beeinflussen könnte. In unserer jüngsten Studie konzentrierten wir uns auf die Gruppe von Genen, die nur bei Tieren mit hoher Regenerationsfähigkeit vorkommen, die sogenannten hoch regenerativen, speziesspezifischen JmjC-Domänen-kodierenden Gene (HRJDs), und übertrugen sie in die Fruchtfliege Drosophila melanogaster, um ihre Auswirkungen zu testen.“

Nakajimas Team hoffte, dass verbesserte Fruchtfliegen bei Verletzungen ihr Gewebe regenerieren würden, was jedoch nicht geschah. Hiroki Nagai, ein Experte für Fruchtfliegendärme, bemerkte jedoch etwas anderes.

„Nagai entdeckte einige neue Phänotypen, also Eigenschaften, die sich in bestimmten Bedingungen aus Genen manifestieren“, sagte Nakajima. „HRJDs förderten eine stärkere Teilung von Darmstammzellen und unterdrückten gleichzeitig Darmzellen, die sich bei gealterten Fliegen falsch differenzierten oder sich nicht richtig entwickelten. Dies steht im Gegensatz zum Einsatz von Antibiotika, die zwar fehldifferenzierte Darmzellen unterdrücken, aber auch die Teilung von Darmstammzellen hemmen. Aus diesem Grund hatten HRJDs einen messbaren Einfluss auf die Lebensdauer von Fruchtfliegen, was die Tür öffnet oder zumindest Hinweise für die Entwicklung neuer Anti-Aging-Strategien liefert. Schließlich haben der menschliche Darm und der von Insekten auf zellulärer Ebene überraschend viel gemeinsam.“

Dies herauszufinden war allerdings nicht ohne Schwierigkeiten. Obwohl Fruchtfliegen beliebte Versuchsobjekte für die biologische Forschung sind, dauert ihr Alterungsprozess aufgrund ihrer relativ kurzen Lebensdauer und schnellen Reproduktions- und Reifungsrate immer noch etwa zwei Monate, was den Versuchsplan von Nakajimas Team beeinflusste, das auch mit anderen Dingen beschäftigt war. Jetzt, da sie zu einer bemerkenswerten Schlussfolgerung gelangt sind, bleibt jedoch noch viel zu tun.

„Die molekularen Mechanismen der HRJDs sind noch nicht vollständig geklärt. Und es ist unklar, ob sie allein oder in Kombination mit anderen Komponenten wirken“, sagte Nakajima. „Dies ist also erst der Anfang der Reise, aber wir wissen jetzt, dass unsere modifizierten Fruchtfliegen eine wertvolle Ressource sein können, um in Zukunft beispiellose Mechanismen der Stammzellverjüngung aufzudecken. Beim Menschen nimmt die Aktivität der Darmstammzellen mit dem Alter ab, daher ist diese Forschung ein vielversprechender Ansatz für stammzellbasierte Therapien.“