Anti-Aging-Hinweise lauern in Lysosomen, den Recyclingzentren der Zelle

Wissenschaftler des Baylor College of Medicine, des Howard Hughes Medical Institute (HHMI) und kooperierender Institutionen berichten in der Zeitschrift Natur Zellbiologie dass Lysosomen in Spulwürmern Moleküle produzieren, die es den Zellen ermöglichen, miteinander über das Altern zu „sprechen“ und den Prozess im gesamten Organismus zu koordinieren.

Seit Jahrzehnten lernen Biologiestudenten, dass Lysosomen – winzige Säcke, die in fast allen Zellen zu finden sind – eine einzigartige Aufgabe hatten: Fremdkörper und abgenutzte Zellteile zu verschlingen. Das Ziel? Um sie für das Recycling zu zerlegen. Aber diese Lektion könnte bald überarbeitet werden müssen.

Dr. Meng Wang, Professor und Robert C. Fyfe-Stiftungslehrstuhl für das Altern der molekularen und menschlichen Genetik und Forscher am HHMI in Baylor, hat die letzten sieben Jahre damit verbracht, den Zusammenhang zwischen Langlebigkeit und den von Lysosomen produzierten Signalen zu erforschen.

Langes Leben scheint Wang tief im Blut zu liegen – ihre Großmütter väterlicherseits und mütterlicherseits wurden 100 bzw. 95 Jahre alt. „Keiner von beiden war krank, und warum sie starben, bleibt ein Rätsel“, sagte sie. „Es gibt mir das Gefühl, dass es ein Geheimnis der Langlebigkeit gibt, und wenn wir das studieren können, können wir das Wissen vielleicht nutzen und auf alle anwenden.“

„Zellen in verschiedenen Organen und Geweben rund um den Körper senden einander ständig Signale“, sagte Wang, ein Mitglied des Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center von Baylor. „Wenn wir jung sind, ist alles miteinander verbunden und kommuniziert, aber wenn wir älter werden, gehen einige dieser Verbindungen verloren und ihre Funktion lässt nach.“

Verlängerung des Lebens

Bis 2050 erwarten Wissenschaftler laut einem Bericht der Vereinten Nationen aus dem Jahr 2019, dass sich die Zahl der Menschen weltweit im Alter von 65 Jahren auf 1,5 Milliarden verdoppeln wird. Wissenschaftler wissen, dass das Älterwerden mit einer erhöhten Wahrscheinlichkeit von Krankheiten und anderen Gesundheitsproblemen einhergeht.

„Das erklärt, warum die Forschung zu Lysosomen und Langlebigkeit in den letzten Jahren so stark an Fahrt aufgenommen hat“, sagte Dr. Xiaochen Wang, Biophysikerin an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) in Peking, die sich auf Lysosomen spezialisiert hat. „Wissenschaftler wissen seit mehr als 50 Jahren, dass sich Proteine, Lipide und andere Moleküle in alten Zellen ansammeln, aber erst jetzt schenken die Menschen diesen Daten mehr Aufmerksamkeit“, sagte Xiaochen Wang.

Da Lysosomen die Deponie für zelluläre Abfallprodukte sind, untersuchen Forscher sie genauer und vermuten einen Zusammenhang mit dem Altern. Innerhalb des letzten Jahrzehnts haben Wissenschaftler gezeigt, dass Lysosomen als Plattform dienen, die die Zelle verwendet, um Nachrichten über ihren allgemeinen Zustand, wie z. B. ihren Glukose- und Stresspegel, zu senden. 2015 entdeckte die Gruppe von Meng Wang als eine der ersten spezifische Anti-Aging-Signale, die von Lysosomen im Spulwurm C. elegans produziert werden.

Laut Xiaochen Wang zeichnet sich die Arbeit dadurch aus, dass sie in einem lebenden Organismus durchgeführt wurde und nicht in kultivierten Zellen, die Forscher normalerweise zur Untersuchung von Lysosomen verwenden. Darüber hinaus zeigten diese Experimente, wie ein bestimmtes Molekül, das aus Lysosomen freigesetzt wurde, zum Zellkern wanderte und als Signal fungierte, das die Lebensdauer des Wurms verlängerte. „Es ist ein sehr schönes Stück Arbeit“, sagte sie.

Von einer Zelle zur anderen

Diese Studie führt die Forschung einen Schritt weiter. In der Arbeit unter der Leitung von Meng Wangs Ph.D. Studentin Marzia Savini entdeckte das Baylor-Team, dass, wenn Lysosomen eine Fettsäure namens Dihomo-Gamma-Linolsäure produzieren, eine Kettenreaktion zellulärer Botschaften beginnt und letztendlich das Leben der Würmer verlängert. Als die Forscher dieses Fettsäuresignal anwählten, lebten die Würmer 20 bis 25 Tage, eine Verlängerung der normalen Lebensdauer von 17 Tagen. Entscheidend ist, dass das Signalmolekül im Fettgewebe erzeugt, aber von Neuronen an anderer Stelle in den Würmern erkannt wurde. Das bedeutet, dass Lysosomen Signale produzieren, die Zellen verwenden, um die Langlebigkeit über verschiedene Gewebe hinweg zu koordinieren.

„Es hilft uns wirklich zu verstehen, wie die Langlebigkeit auf der Ebene des gesamten Organismus reguliert wird“, sagte Meng Wang.

Heute suchen Meng Wang und ihr Team weiterhin nach anderen Molekülen, die Lysosomen produzieren, die als Anti-Aging-Signale wirken könnten. „Es gibt noch so viel zu entdecken“, sagte sie, „wie zum Beispiel herauszufinden, wann die Moleküle anfangen, als Signale zu fungieren, wie sie das Altern regulieren und wie diese Funktion mit dem Alter verkümmert.“

„Das Ziel ist nicht, dass alle Jahrhunderte leben“, sagte Meng Wang, „sondern dass die Menschen ihre letzten Jahre gesund, aktiv und unabhängig verbringen – genau wie meine Großmütter. Ich bin leidenschaftlich daran interessiert, zu wissen, wie Menschen und Organismen gesund bleiben.“ mit der Zeit.“

Bereitgestellt vom Baylor College of Medicine