Artikel zur Langlebigkeit

Altert unser Gehirn schneller als der Rest unseres Körpers?

Altert unser Gehirn schneller als der Rest unseres Körpers?
  • Es wurde festgestellt, dass die neuralen Stammzellen (NSCs) in unserem Gehirn schneller altern als der Rest des Körpers. 

  • Sie verfolgten einzelne NSCs über mehrere Monate hinweg in Mäusen und stellten fest, dass die Population längerfristiger NSCs, die sich kontinuierlich teilen und replizieren, um eine Stammzellreserve aufrechtzuerhalten, mit zunehmendem Alter abnimmt. 

  • Sie untersuchten auch Gene in den Langzeit-NSCs, die in einen inaktiven Zustand, den sogenannten Ruhezustand, geraten waren. Ruhende NSCs zeigten bei jungen und alten Mäusen eine unterschiedliche Genaktivität, wobei alte Mäuse mehr alterungsfördernde und entzündungsfördernde Gene exprimierten.

  • Ein solches Pro-Aging-Gen war Abl1. Sie verwendeten ein von der FDA zugelassenes Medikament zur Chemotherapie, das die Aktivität des Gens Abl1 hemmte, was dazu führte, dass sich NSCs im Hippocampus stärker teilten und vermehrten.

Dieser Artikel wurde in den Stem Cell News der Keck School of Medicine der USC veröffentlicht:

Wenn Sie das Gefühl haben, dass Ihre Gehirnleistung mit zunehmendem Alter und darüber hinaus abnimmt, geben Sie Ihren neuralen Stammzellen die Schuld. In eine neue Studie veröffentlicht in Zellstammzelle, ein Team unter der Leitung eines USC-Stammzellwissenschaftlers Michael Bonaguidi zeigt, dass neurale Stammzellen – die Stammzellen des Nervensystems – schnell altern.

„Es gibt chronologisches Altern und es gibt biologisches Altern, und das ist nicht dasselbe“, sagte Bonaguidi, Assistenzprofessor für Stammzellbiologie und Regenerative Medizin, Gerontologie und Biomedizinische Technik an der Universität Keck School of Medicine der USC. „Wir interessieren uns für die biologische Alterung neuronaler Stammzellen, die besonders anfällig für den Zahn der Zeit sind. Dies hat Auswirkungen auf den normalen kognitiven Verfall, den die meisten von uns mit zunehmendem Alter erleben, sowie auf Demenz, Alzheimer-Krankheit, Epilepsie und Hirnverletzungen.“

In der Studie untersuchte die Erstautorin Albina Ibrayeva, eine Doktorandin im Bereich Biologie des Alterns im Bonaguidi-Labor des Eli and Edythe Broad Center for Regenerative Medicine and Stem Cell Research am USC, gemeinsam mit ihren Kollegen die Gehirne junger Menschen mittleren Alters und alte Mäuse.

Indem sie einzelne neurale Stammzellen oder NSCs über mehrere Monate verfolgten, identifizierten sie „Kurzzeit-NSCs“, die sich schnell in spezialisiertere Neuronen differenzieren, und „Langzeit-NSCs“, die sich kontinuierlich teilen und replizieren, um eine fortlaufende Funktion aufrechtzuerhalten Reserve an Stammzellen mit der Fähigkeit, viele verschiedene Zelltypen im Gehirn zu erzeugen. Diese Schlüsselpopulation von Langzeit-NSCs teilte sich seltener und konnte ihre Zahl mit zunehmendem Alter der Mäuse nicht halten.

Als nächstes untersuchten die Wissenschaftler Tausende von Genen in den Langzeit-NSCs, die sich seltener teilten und in einen inaktiven Zustand, den sogenannten Ruhezustand, geraten waren. Die Genaktivität der ruhenden NSCs variierte stark zwischen jungen und mittleren Tieren. Wie erwartet kam es zu Veränderungen in den Genen, die steuern, wie sich NSCs langfristig teilen und neue Neuronen und andere Gehirnzellen erzeugen. Bemerkenswerterweise gab es in jüngeren Jahren als erwartet viele wichtige Veränderungen in der Genaktivität im Zusammenhang mit dem biologischen Altern. Diese Pro-Aging-Gene erschweren es den Zellen, Schäden an ihrer DNA zu reparieren, ihre genetische Aktivität zu regulieren, Entzündungen zu kontrollieren und mit anderen Belastungen umzugehen.

Unter den Pro-Aging-Genen waren die Wissenschaftler am meisten von Abl1 fasziniert, das den Mittelpunkt eines Netzwerks miteinander verbundener Gene bildete.

„Wir interessierten uns für das Gen Abl1, weil noch nie jemand seine Rolle in der Biologie neuronaler Stammzellen untersucht hat – weder in der Entwicklung noch im Alter“, sagte Ibrayeva.

Mit einem bestehenden, von der FDA zugelassenen Chemotherapeutikum könnten Wissenschaftler die Aktivität des Gens Abl1 leicht hemmen. Die Wissenschaftler verabreichten älteren Mäusen sechs Tage lang Dosen des Medikaments. Nachdem das Medikament die Aktivität des Gens Abl1 blockiert hatte, begannen sich die NSCs stärker zu teilen und im Hippocampus zu vermehren, dem Teil des Gehirns, der für Lernen und Gedächtnis verantwortlich ist.

„Es ist uns gelungen, neuronale Stammzellen dazu zu bringen, sich stärker zu teilen, ohne zu erschöpfen, und das ist der erste Schritt“, sagte Bonaguidi. „Schritt zwei wird darin bestehen, diese Stammzellen dazu zu bringen, mehr Neuronen zu bilden. Schritt drei wird darin bestehen, zu zeigen, dass diese zusätzlichen Neuronen tatsächlich das Lernen und das Gedächtnis verbessern. Es bleibt noch viel zu tun, aber diese Studie markiert einen spannenden Fortschritt auf dem Weg zu unserem Ziel, verschreibungspflichtige Medikamente zu identifizieren, die unser Gehirn mit zunehmendem Alter verjüngen könnten.“

Diese Studie wurde veröffentlicht in Zellstammzelle im April 2021.



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