Artikel zur Langlebigkeit

Neues Modell des Alterns berücksichtigt winzige, zufällige Zellveränderungen

Neues Modell des Alterns berücksichtigt winzige, zufällige Zellveränderungen
  • Der „Tripartite Phenotype of Aging“ ist ein neues Modell des Alterns, das die kleinen Veränderungen berücksichtigt, die zufällig auf zellulärer Ebene auftreten. 

  • Dieses Konzept befasst sich mit der Frage, warum die Lebensspanne selbst bei Menschen mit denselben Genen so unterschiedlich sein kann.

  • Dieses Modell ist eine Erweiterung des Exposoms, eines Konzepts, das veranschaulicht, wie externe Faktoren wie Umwelt und Ernährung mit internen Faktoren wie Stoffwechsel und Mikrobiom interagieren, um die Lebensdauer zu bestimmen.

  • Dieses neue Modell beinhaltet auch, wie Zell-zu-Zell-Variationen, wie Mutationen und epigenetische Veränderungen, getrennt von der traditionellen Alterungsforschung betrachtet werden sollten.

  • Die Forscher hoffen, dass dieses umfassendere Modell darüber, wie Gene, Umwelt und zufällige Variationen im Laufe der Zeit zusammenwirken, um das Altern zu beeinflussen, eine neue Diskussion darüber auslöst, was der sich schnell entwickelnde Bereich der Präzisionsmedizin berücksichtigen muss, um gesundes Altern zu fördern.

Dieser Artikel wurde in den Nachrichten der USC Leonard Davis School of Gerontology veröffentlicht:

Ein neues Modell des Alterns berücksichtigt nicht nur Genetik und Umwelteinflüsse, sondern auch die winzigen Veränderungen, die zufällig auf zellulärer Ebene auftreten.

Universitätsprofessor Caleb Finch führte den „Tripartiten Phänotyp des Alterns“ als neues konzeptionelles Modell ein, das sich mit der Frage befasst, warum die Lebensspanne selbst bei eineiigen Zwillingen mit denselben Genen so unterschiedlich ist. Laut Finch können nur etwa 10 bis 35 Prozent der Langlebigkeit auf Gene zurückgeführt werden, die wir von unseren Eltern geerbt haben.

Finch verfasste die Arbeit, in der das Modell vorgestellt wird, zusammen mit einem seiner ehemaligen Doktoranden, Amin Haghani, der 2020 an der USC Leonard Davis School in der Biologie des Alterns promovierte und jetzt Postdoktorand an der UCLA ist. In dem Artikel schlagen sie vor, dass die begrenzte Erblichkeit von Alterungsmustern und Langlebigkeit beim Menschen ein Ergebnis von Gen-Umwelt-Interaktionen sowie stochastischen oder zufälligen Variationen in den Körperzellen ist. Zu diesen zufälligen Veränderungen können zelluläre Veränderungen gehören, die während der Entwicklung auftreten, molekulare Schäden, die später im Leben auftreten, und mehr.

„Wir wollten eine konzeptionelle Karte und einige neue Terminologien einführen, die zu einem umfassenderen Verständnis der Grenzen genetischer Determinanten beim Altern führen und wie wichtig es ist, die genetische Varianz im Verhältnis zur Umwelt zu berücksichtigen und diesen neuen Bereich einzubeziehen.“ von stochastischen Variationen, was von verschiedenen Fachgebieten sehr gut anerkannt wird“, sagte Finch, der den ARCO/William F. Kieschnick-Lehrstuhl für Neurobiologie des Alterns an der USC Leonard Davis School innehat. „Es wurde nicht wirklich in einen formellen Kontext gestellt, in dem das gesamte Paket diskutiert werden kann, und ich hoffe, dass unser Artikel genau das erreicht.“

Erweiterung des Exposoms

Das neue Modell ist eine natürliche Erweiterung der Idee des Exposoms, das erstmals 2005 vom Krebsepidemiologen Christopher Paul Wild vorgeschlagen wurde, um auf die Notwendigkeit weiterer Daten zur lebenslangen Exposition gegenüber Umweltkarzinogenen aufmerksam zu machen. Das Exposom-Konzept veranschaulicht, wie externe Faktoren, die von Luftverschmutzung und sozioökonomischem Status bis hin zu individuellen Ernährungs- und Bewegungsmustern reichen, mit endogenen oder internen Faktoren wie dem Mikrobiom und Fettdepots des Körpers interagieren.

Das Exposom ist heute ein Mainstream-Modell und stellt frühere Charakterisierungen von Umweltfaktoren, die das Risiko „einen nach dem anderen“ beeinflussen, in den Schatten. Finch hat das Exposom-Konzept bereits mit der Einführung des erweitert Exposom der Alzheimer-Krankheit. Das Gero-Exposom berücksichtigt nun, wie Gene und Umwelt im Laufe des Lebens interagieren und unser Alter beeinflussen.

Das neue Modell zeigt, dass zellspezifische Variationen der Genexpression, Variationen, die während der Entwicklung auftreten, zufällige Mutationen und epigenetische Veränderungen – das „Aus-“ oder „An“-Schalten von Genen – explizit unabhängig von der traditionellen genetischen oder umweltbezogenen Forschung zum Altern berücksichtigt werden sollten , sagte Finch. Eine detailliertere Untersuchung dieser Zufallsprozesse wurde durch modernste Forschungstechniken ermöglicht, darunter die Untersuchung der Gentranskription innerhalb einzelner Zellen sowie die ChIP-Sequenzierung, die veranschaulichen kann, wie einzelne Proteine ​​mit der DNA interagieren.

Auswirkungen des Zufalls auf die Gesundheit

In der Arbeit diskutierten Finch und Haghani mehrere Beispiele dafür, wie Risiken altersbedingter Krankheiten nur schlecht durch DNA vorhergesagt werden können, aber stark von Umwelteinflüssen sowie der Zeit und Dauer der Exposition beeinflusst werden, auch während der Entwicklung oder im Verlauf Jahrzehnte.

Ein bekanntes Beispiel für ein Gen, das mit einem erhöhten Alzheimer-Risiko verbunden ist, ist ApoE-4; Das Vorhandensein des ApoE-4-Gens bedeutet jedoch nicht unbedingt, dass jemand an Alzheimer erkrankt. Studien an Mäusen und Menschen ergaben, dass ApoE-4 und Cluster verwandter Gene mit Belastungen wie Luftverschmutzung oder Zigarettenrauch interagieren, um das Risiko zu beeinflussen, und Alzheimer-Patienten weisen im Vergleich zu Personen ohne diese Krankheit auch Unterschiede in ihrer Epigenetik auf.

Er fügte hinzu, dass die Idee der Umweltexposition weiter reichen kann, als viele Menschen erwarten. Die Exposition gegenüber Krankheiten zu einem früheren Zeitpunkt im Leben kann Auswirkungen haben gesundheitsrisiken im späteren Leben - und das über Generationen hinweg.

„Die Umwelt, der wir ausgesetzt sind, geht auf unsere Großmütter zurück, denn die Eizelle, aus der wir stammen, befand sich zum Zeitpunkt ihrer Geburt in den Eierstöcken unserer Mutter“, erklärte er. „Da meine Großmutter im Jahr 1878 geboren wurde, bedeutet das in meinem Fall, dass ich möglicherweise einige Spuren der Umwelt des 19. Jahrhunderts in mir trage, zu der auch eine viel größere Belastung durch Infektionskrankheiten gehörte, weil es keine Antibiotika gab.“

Finch sagte, er hoffe, dass das umfassendere Modell darüber, wie Gene, Umwelt und zufällige Variationen im Laufe der Zeit zusammenwirken, um das Altern zu beeinflussen, eine neue Diskussion darüber anstoßen wird, was der sich schnell entwickelnde Bereich der Präzisionsmedizin berücksichtigen muss, um gesundes Altern zu fördern.

„Ich denke, dass das Verständnis individueller Alterungsmuster viel mehr Anerkennung finden wird“, sagte er. „Wir können es nur bis zu einem bestimmten Punkt definieren, indem wir die genetischen Risiken kennen. Wir müssen ein umfassenderes Verständnis der lebenslangen Expositionen, Umgebungen und Lebensstile eines Individuums haben, um das genetische Risiko für bestimmte Krankheiten besser zu verstehen.“

Diese Studie wurde veröffentlicht in Das Journal of Gerontology im Februar 2021.



Älterer Eintrag Neuerer Beitrag