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Feuilleton

Die Zukunft steht in den Genen

1945 1960 1980 2000 2020
1945 1960 1980 2000 2020

Die Gene scheinen für die Lebensdauer eine größere Rolle zu spielen, als bisher angenommen. Auf Grundlage bestimmter Genvarianten soll es Wissenschaftlern möglich sein, das Alter eines Menschen vorherzusagen.

Dem römischen Kaiser Marc Aurel wird der Ausspruch zugeschrieben: „Der Tod lächelt uns alle an. Das Einzige, was man tun kann, ist zurück zu lächeln.“ Solch philosophischer Heroismus in allen Ehren, doch Hand aufs Herz: Wer hat noch niemals den Wunsch verspürt, länger zu leben als jene durchschnittlich 80 Jahre die uns Statistiker gegenwärtig prognostizieren? Mit ein wenig Selbstdisziplin gelingt das sogar. So lässt sich einer Studie der britischen Universität Cambridge zufolge die Lebensspanne um bis zu 14 Jahre verlängern, wenn man vier Regeln befolgt: nicht Rauchen, ausreichend Bewegung, mäßig Alkohol und viel Obst und Gemüse. Nun gut, das wusste man im Prinzip schon vorher. In den vergangenen Jahren suchen Wissenschaftler jedoch verstärkt nach genetischen Ursachen für das Altern. Großes Interesse gilt dabei Studien an Personen, die älter als 100 Jahre alt sind (kurz die „Hundertjährigen“ genannt). Dabei konnten etliche Gene identifiziert werden, die offenbar in zumindest statistisch engem Zusammenhang mit hohem Lebensalter stehen.

So entdeckte ein deutsch-französisches Forscherteam vergangenes Jahr an 388 deutschen Hundertjährigen, dass diese eine überdurchschnittliche Anreicherung einer Variation des Gens FOXO3A aufweisen. Bereits ein paar Monate zuvor hatten Genetiker aus den USA die erhöhte Genvariation bei besonders alten Amerikanern japanischer Herkunft nachgewiesen. „Dieser Befund ist von besonderer Bedeutung, da Japaner und Europäer genetisch relativ unterschiedlich sind“, erklärt Almut Nebel vom Kieler Institut für Klinische Molekularbiologie. „Jetzt können wir davon ausgehen, dass dieses Gen für das Erreichen eines hohen Alters weltweit eine Rolle spielt.“

Es steht in den Genen

Anfang dieses Monats publizierten Wissenschaftler der Universität Boston eine inzwischen heiß diskutierte Studie im Fachmagazin „Science“. Sie hatten das Erbgut von mehr als 1000 Hundertjährigen analysiert und nach den am häufigsten auftretenden Genvariationen gesucht, die bei den Personen einer beliebig gewählten Vergleichsgruppe fehlten. Es gelang den Forschern, 150 solcher genetischer Varianten zu identifizieren. Besonders interessant: Die Testteilnehmer wiesen zwar ebenso viele krankheitsauslösende Gene auf wie die Vergleichsgruppe, jedoch scheinen diese bei den Hundertjährigen von den lebensverlängernden Genen in Schach gehalten zu werden. Auf Grundlage dieser 150 Genvarianten wollen die Wissenschaftler mit einer 77-prozentigen Wahrscheinlichkeit vorhersagen können, ob jemand ein hohes Alter erreicht. Die Ergebnisse solcher Untersuchungen scheinen nahezulegen, dass der Einfluss von Genen auf die Lebenserwartung größer ist, als bisher angenommen. Exakt quantifizieren lässt sich der jeweilige Anteil von genetischer Disposition und Umweltfaktoren dennoch nicht.

Schwindende Selbstheilungskräfte

Altern ist nämlich ein komplexer Prozess, Ursachen dafür gibt es viele. So hat der Gerontologe Leonard Hayflick 1961 entdeckt, dass Zellen sich nur etwa 50 Mal teilen können, bevor sie vom Körper entsorgt werden. Eine Ursache für diesen so genannten Hayflick-Effekt liegt in den Endstücken der DNA, den sogenannten Telomeren.

Ein für die im Zuge jeder Zellteilung durchgeführte Verdopplung des Erbgutes wichtiges Protein, die DNA-Polymerase, kann die Telomere nämlich nicht komplett umfassen. Dadurch verkürzen sich diese mit jeder Teilung ein wenig. Ab einer kritischen Kürze der Telomere ist keine weitere Teilung möglich. Von dieser Regel ausgenommen sind nur Keimzellen, Stammzellen und Tumorzellen. Diese besitzen ein bestimmtes Enzym namens Telomerase, das die Telomerverkürzung unterbindet. Ein weiterer Altersfaktor sind die Freien Radikale. Das sind kurzlebige Sauerstoffverbindungen, die Zellkomponenten Elektronen „wegnehmen“ und diese dadurch schädigen. Im gesunden Organismus sorgen Reparaturmechanismen für ein Gleichgewicht zwischen Beschädigung und Reparatur.

Mit dem Alter sinken jedoch die Selbstheilungskräfte. Radikale können dann auch die DNA von Zellen verändern und so zur Tumorbildung beitragen – man spricht von „oxidativem Stress“. „Bekannte Radikalfänger wie Vitamin C oder E schütten gleichsam das Kind mit dem Bade aus“, sagt der Zellbiologe Pidder Jansen-Dürr vom Institut für Biomedizinische Altersforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften. Sie haben es nämlich ungeschaut auf alle Radikale abgesehen. Einige sind jedoch durchaus nützlich für den Organismus. So zerstören sie etwa schädliche Bakterien und werden bei manchen Stoffwechselvorgängen benötigt. „Wir suchen deshalb nach Antioxidantien, die selektiv ganz bestimmte Formen der Radikalproduktion hemmen“, erklärt Jansen-Dürr weiter. Solche könnten sich in Pflanzen finden, die in der UV-exponierten Umgebung des Hochgebirges zu Hause sind, beispielsweise im Edelweiß.

Spermidin als Jungbrunnen

Zwei Wissenschaftler der Grazer Karl Franzens Universität entdeckten vergangenes Jahr, dass der in menschlichem Sperma, aber auch etlichen Lebensmitteln enthaltene Stoff Spermidin den Altersprozess hemmen kann. Spermidin aktiviert die Autophagie, also die Entsorgung von Abfallprodukten im Körper. Gleichzeitig hemmt es die Nekrose, den pathologischen Zelltod. Ähnlich wirkt Rapamycin, wie amerikanische Forscher etwa um die gleiche Zeit herausgefunden haben. Die Substanz kommt in einem auf den Osterinseln beheimateten Bodenbakterium vor. Es gelang den Forschern, mit Rapamycin die Lebenserwartung von Mäusen um bis zu 14 Prozent zu steigern. Leider schwächt die Substanz gleichzeitig das Immunsystem. Auf Menschen ist das Resultat beim derzeitigen Forschungsstand deshalb nicht übertragbar. An Modellorganismen wie Würmern oder sogar Mäusen ist es bereits mehrfach gelungen, durch modifizierte Gene oder bestimmte Substanzen, einen lebensverlängernden Effekt zu erzielen (siehe Kasten). Im menschlichen Körper könnten die Methoden jedoch ganz anders wirken, oder überhaupt nicht. „Es ist deshalb wichtig, frühzeitig mit humanen Zellkulturen zu experimentieren“, sagt Jansen-Dürr. Er mahnt aber auch ein, eine Unterscheidung nicht zu übersehen. So gehe es nämlich nicht primär darum, die Lebensdauer um jeden Preis zu verlängern, sondern die Lebensphase der Gesundheit auszudehnen. Bis dahin mag das Wort eines anderen antiken Römers, des Dichters Horaz, seine Gültigkeit als Lebensmotto behalten: Carpe Diem – Nütze den Tag.

Die Gene scheinen für die Lebensdauer eine größere Rolle zu spielen, als bisher angenommen. Auf Grundlage bestimmter Genvarianten soll es Wissenschaftlern möglich sein, das Alter eines Menschen vorherzusagen.

Dem römischen Kaiser Marc Aurel wird der Ausspruch zugeschrieben: „Der Tod lächelt uns alle an. Das Einzige, was man tun kann, ist zurück zu lächeln.“ Solch philosophischer Heroismus in allen Ehren, doch Hand aufs Herz: Wer hat noch niemals den Wunsch verspürt, länger zu leben als jene durchschnittlich 80 Jahre die uns Statistiker gegenwärtig prognostizieren? Mit ein wenig Selbstdisziplin gelingt das sogar. So lässt sich einer Studie der britischen Universität Cambridge zufolge die Lebensspanne um bis zu 14 Jahre verlängern, wenn man vier Regeln befolgt: nicht Rauchen, ausreichend Bewegung, mäßig Alkohol und viel Obst und Gemüse. Nun gut, das wusste man im Prinzip schon vorher. In den vergangenen Jahren suchen Wissenschaftler jedoch verstärkt nach genetischen Ursachen für das Altern. Großes Interesse gilt dabei Studien an Personen, die älter als 100 Jahre alt sind (kurz die „Hundertjährigen“ genannt). Dabei konnten etliche Gene identifiziert werden, die offenbar in zumindest statistisch engem Zusammenhang mit hohem Lebensalter stehen.

So entdeckte ein deutsch-französisches Forscherteam vergangenes Jahr an 388 deutschen Hundertjährigen, dass diese eine überdurchschnittliche Anreicherung einer Variation des Gens FOXO3A aufweisen. Bereits ein paar Monate zuvor hatten Genetiker aus den USA die erhöhte Genvariation bei besonders alten Amerikanern japanischer Herkunft nachgewiesen. „Dieser Befund ist von besonderer Bedeutung, da Japaner und Europäer genetisch relativ unterschiedlich sind“, erklärt Almut Nebel vom Kieler Institut für Klinische Molekularbiologie. „Jetzt können wir davon ausgehen, dass dieses Gen für das Erreichen eines hohen Alters weltweit eine Rolle spielt.“

Es steht in den Genen

Anfang dieses Monats publizierten Wissenschaftler der Universität Boston eine inzwischen heiß diskutierte Studie im Fachmagazin „Science“. Sie hatten das Erbgut von mehr als 1000 Hundertjährigen analysiert und nach den am häufigsten auftretenden Genvariationen gesucht, die bei den Personen einer beliebig gewählten Vergleichsgruppe fehlten. Es gelang den Forschern, 150 solcher genetischer Varianten zu identifizieren. Besonders interessant: Die Testteilnehmer wiesen zwar ebenso viele krankheitsauslösende Gene auf wie die Vergleichsgruppe, jedoch scheinen diese bei den Hundertjährigen von den lebensverlängernden Genen in Schach gehalten zu werden. Auf Grundlage dieser 150 Genvarianten wollen die Wissenschaftler mit einer 77-prozentigen Wahrscheinlichkeit vorhersagen können, ob jemand ein hohes Alter erreicht. Die Ergebnisse solcher Untersuchungen scheinen nahezulegen, dass der Einfluss von Genen auf die Lebenserwartung größer ist, als bisher angenommen. Exakt quantifizieren lässt sich der jeweilige Anteil von genetischer Disposition und Umweltfaktoren dennoch nicht.

Schwindende Selbstheilungskräfte

Altern ist nämlich ein komplexer Prozess, Ursachen dafür gibt es viele. So hat der Gerontologe Leonard Hayflick 1961 entdeckt, dass Zellen sich nur etwa 50 Mal teilen können, bevor sie vom Körper entsorgt werden. Eine Ursache für diesen so genannten Hayflick-Effekt liegt in den Endstücken der DNA, den sogenannten Telomeren.

Ein für die im Zuge jeder Zellteilung durchgeführte Verdopplung des Erbgutes wichtiges Protein, die DNA-Polymerase, kann die Telomere nämlich nicht komplett umfassen. Dadurch verkürzen sich diese mit jeder Teilung ein wenig. Ab einer kritischen Kürze der Telomere ist keine weitere Teilung möglich. Von dieser Regel ausgenommen sind nur Keimzellen, Stammzellen und Tumorzellen. Diese besitzen ein bestimmtes Enzym namens Telomerase, das die Telomerverkürzung unterbindet. Ein weiterer Altersfaktor sind die Freien Radikale. Das sind kurzlebige Sauerstoffverbindungen, die Zellkomponenten Elektronen „wegnehmen“ und diese dadurch schädigen. Im gesunden Organismus sorgen Reparaturmechanismen für ein Gleichgewicht zwischen Beschädigung und Reparatur.

Mit dem Alter sinken jedoch die Selbstheilungskräfte. Radikale können dann auch die DNA von Zellen verändern und so zur Tumorbildung beitragen – man spricht von „oxidativem Stress“. „Bekannte Radikalfänger wie Vitamin C oder E schütten gleichsam das Kind mit dem Bade aus“, sagt der Zellbiologe Pidder Jansen-Dürr vom Institut für Biomedizinische Altersforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften. Sie haben es nämlich ungeschaut auf alle Radikale abgesehen. Einige sind jedoch durchaus nützlich für den Organismus. So zerstören sie etwa schädliche Bakterien und werden bei manchen Stoffwechselvorgängen benötigt. „Wir suchen deshalb nach Antioxidantien, die selektiv ganz bestimmte Formen der Radikalproduktion hemmen“, erklärt Jansen-Dürr weiter. Solche könnten sich in Pflanzen finden, die in der UV-exponierten Umgebung des Hochgebirges zu Hause sind, beispielsweise im Edelweiß.

Spermidin als Jungbrunnen

Zwei Wissenschaftler der Grazer Karl Franzens Universität entdeckten vergangenes Jahr, dass der in menschlichem Sperma, aber auch etlichen Lebensmitteln enthaltene Stoff Spermidin den Altersprozess hemmen kann. Spermidin aktiviert die Autophagie, also die Entsorgung von Abfallprodukten im Körper. Gleichzeitig hemmt es die Nekrose, den pathologischen Zelltod. Ähnlich wirkt Rapamycin, wie amerikanische Forscher etwa um die gleiche Zeit herausgefunden haben. Die Substanz kommt in einem auf den Osterinseln beheimateten Bodenbakterium vor. Es gelang den Forschern, mit Rapamycin die Lebenserwartung von Mäusen um bis zu 14 Prozent zu steigern. Leider schwächt die Substanz gleichzeitig das Immunsystem. Auf Menschen ist das Resultat beim derzeitigen Forschungsstand deshalb nicht übertragbar. An Modellorganismen wie Würmern oder sogar Mäusen ist es bereits mehrfach gelungen, durch modifizierte Gene oder bestimmte Substanzen, einen lebensverlängernden Effekt zu erzielen (siehe Kasten). Im menschlichen Körper könnten die Methoden jedoch ganz anders wirken, oder überhaupt nicht. „Es ist deshalb wichtig, frühzeitig mit humanen Zellkulturen zu experimentieren“, sagt Jansen-Dürr. Er mahnt aber auch ein, eine Unterscheidung nicht zu übersehen. So gehe es nämlich nicht primär darum, die Lebensdauer um jeden Preis zu verlängern, sondern die Lebensphase der Gesundheit auszudehnen. Bis dahin mag das Wort eines anderen antiken Römers, des Dichters Horaz, seine Gültigkeit als Lebensmotto behalten: Carpe Diem – Nütze den Tag.