Artikel zur Langlebigkeit

Durch die Hemmung des GLS1-Enzyms werden seneszierende Zellen bei Mäusen wirksam gelöscht

Durch die Hemmung des GLS1-Enzyms werden seneszierende Zellen bei Mäusen wirksam gelöscht
  • Durch die Hemmung des Enzyms GLS1 wird die Zellalterung bei älteren Mäusen reduziert. Hierbei handelt es sich um den irreversiblen Wachstumsstopp von Zellen, der zu Funktionsstörungen und entzündlichen Schäden an benachbarten Zellen und Geweben führt. 

  • Die Hemmung von GLS1, das am Glutaminstoffwechsel beteiligt ist, linderte auch altersbedingte Fettleibigkeit, Fettleber, Diabetes und Arteriosklerose.

  • GLS1-Inhibitoren befinden sich derzeit in klinischen Studien zur Krebsbehandlung.

Dieser Artikel wurde im Institute of Medical Science der University of Tokyo News veröffentlicht:

Seneszierende Zellen reichern sich im Laufe des Alterns in Organen an, fördern Gewebedysfunktionen und verursachen zahlreiche altersbedingte Krankheiten wie Krebs. Die Zellen entstehen durch einen Prozess namens „zelluläre Seneszenz“, einen dauerhaften Stillstand des Zellzyklus infolge mehrerer Belastungen.

Eine gemeinsame Forschungsgruppe unter der Leitung von Professor Makoto Nakanishi vom Institute of Medical Science der Universität Tokio (IMSUT) und Co-Forschern hat einen Inhibitor des Glutamat-Stoffwechselenzyms GLS1(*1) identifiziert, sodass seine Verabreichung seneszierende Zellen selektiv eliminiert in vivo. Sie bestätigten, dass der GLS1-Inhibitor alternde Zellen aus verschiedenen Organen und Geweben bei gealterten Mäusen eliminierte und so altersbedingte Gewebedysfunktionen und die Symptome von Fettleibigkeit, Arteriosklerose und NASH linderte. Die Ergebnisse dieser Forschung wurden veröffentlicht in „Wissenschaft" am 15. Januar 2021.

Frühere Studien haben gezeigt, dass die gentechnische Entfernung seneszierender Zellen aus alten Mäusen das Auftreten von Alterskrankheiten wie Arteriosklerose und Nierenschäden verzögert und die gesunde Lebenserwartung verlängert. Diese Studien haben jedoch nicht zur Identifizierung nützlicher Medikamentenkandidaten geführt.

Professor Nakanishi sagte: „Unsere Ergebnisse können zur Entwicklung neuer Anti-Aging-Therapien beitragen, die alternde Zellen entfernen, indem sie auf die Stoffwechseleigenschaften dieser Zellen abzielen.“

Lysosomale Membranen sind der Schlüssel zur Entfernung alternder Zellen

Das Forschungsteam hat eine neue Methode zur Herstellung gereinigter seneszenter Zellen entwickelt, um nach Genen zu suchen, die für das Überleben seneszierender Zellen wichtig sind. Diese neue Methode aktiviert das p53-Gen in der G2-Phase, wodurch die Zellalterung effizient induziert werden kann.

Sie verwendeten gereinigte seneszierende Zellen, um nach Genen zu suchen, die für das Überleben seneszierender Zellen wichtig sind, und identifizierten dann GLS1, das am Glutaminstoffwechsel beteiligt ist, als potenzielles Kandidatengen.

Als sie die Wirkung des GLS1-Inhibitors auf die Mortalität seneszenter Zellen untersuchten, reagierten seneszente Zellen aufgrund einer Schädigung der lysosomalen Membran und eines verringerten intrazellulären pH-Werts empfindlicher auf die GLS1-Hemmung. Als sie älteren Mäusen GLS1-Inhibitoren verabreichten, wurden alternde Zellen in verschiedenen Geweben und Organen entfernt und das Alterungsphänomen deutlich verbessert.

Organellen, sogenannte Lysosomen(*2), spielen eine wesentliche Rolle bei der Regulierung des intrazellulären pH-Werts. Das Team analysierte die Dynamik von Lysosomen und fand die entscheidende Tatsache heraus, dass eine Schädigung der lysosomalen Membranen in seneszenten Zellen den intrazellulären pH-Wert senkt.

Einzelheiten zur Forschung finden Sie im Papier.

Erwartungen an innovative Anti-Aging-Therapien und Behandlungen für geriatrische Erkrankungen

Die Ergebnisse dieser Studie zeigen weitere interessante Ergebnisse. Mit fortschreitendem Alter nimmt die motorische Funktion durch Muskelschwund ab und es kommt zu Stoffwechselstörungen durch Fettgewebsschwund. Als das Forscherteam jedoch Mäusen mit altersbedingten Störungen GLS1-Inhibitoren injizierte, wurde das Fortschreiten dieser altersbedingten Symptome unterdrückt. Darüber hinaus konnten GLS1-Inhibitoren die Symptome von Fettleibigkeitsdiabetes, Arteriosklerose und NASH(*3) lindern.

Nach Angaben des Teams befinden sich GLS1-Inhibitoren derzeit in klinischen Studien als wirksame Krebsbehandlungen. „Wir hoffen, dass innovative Anti-Aging-Therapien und Behandlungen für geriatrische Erkrankungen entwickelt werden, die alternde Zellen durch Behandlung mit GLS1-Inhibitoren entfernen können“, sagte Professor Nakanishi.

Diese Studie wurde veröffentlicht in Wissenschaft im Januar 2021.



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