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Gewürze und Seneszenz: Verbindung in Ingwer, die als neuartiges Senolytikum zur Beseitigung alternder Zellen und Entzündungen identifiziert wurde

Gewürze und Seneszenz: Verbindung in Ingwer, die als neuartiges Senolytikum zur Beseitigung alternder Zellen und Entzündungen identifiziert wurde

Obwohl Sie den Begriff „Walking Dead“ möglicherweise mit einer beliebten Zombie-Apokalypse-TV-Show in Verbindung bringen, kann er sich auch auf ein regelmäßiges Ereignis im menschlichen Körper beziehen. Alternde Erwachsene, auch als seneszente Zellen bekannt, sammeln dysfunktionale, zombieähnliche Zellen an, die einen irreversiblen Wachstumsstopp erleiden, aber im Körper verbleiben und eine Spur entzündlicher Zelltrümmer hinterlassen.

Da zelluläre Seneszenz Alterung, Entzündungen und Krankheiten beschleunigt, steht für viele Forscher die gezielte Entfernung dieser Zombiezellen im Vordergrund. In einer aktuellen Studie untersuchten Wissenschaftler des National Institute on Aging und des National Institute of Health (NIH) verschiedene Pflanzen als natürliches Mittel zur Bekämpfung der Seneszenz und konzentrierten sich dabei auf Ingwerextrakt. In diesem studie veröffentlicht in Plus einsmoaddel und Kollegen stellen fest, dass eine Verbindung des Ingwers, Gingerenon A, starke seneszenzbeseitigende Wirkungen hervorruft und eine vielversprechende natürliche Verbindung zur Bekämpfung dieses Aspekts der Zellalterung darstellt. 

Die Biologie des Alterns: Zelluläre Seneszenz 101

Vereinfacht ausgedrückt spricht man von Seneszenz, wenn Zellen aufhören, sich zu teilen, und ihre Funktion verlieren. Dieser Wachstumsstopp tritt mit zunehmendem Alter oder als Reaktion auf verschiedene Stressfaktoren auf, darunter Entzündungen oder eine Ansammlung reaktiver Sauerstoffspezies – instabile Verbindungen, die oxidativen Stress verursachen und Zellen und DNA schädigen.

Diese alternden Zellen verlieren zwar ihre Funktion, sterben jedoch nicht ab. Anstatt den routinemäßigen und programmierten Zelltod namens Apoptose zu durchlaufen, verfallen seneszierende Zellen in einen zombieähnlichen Zustand, der die Schädigung benachbarter Gewebe und Zellen aufrechterhält. Dieser Schaden entsteht durch den seneszenzassoziierten sekretorischen Phänotyp (SASP), der eine Kaskade destruktiver Verbindungen, darunter Zytokine, Chemokine und Wachstumsfaktoren, absondert. Man geht daher davon aus, dass dieser entzündliche Schaden, der mit der Zellalterung einhergeht, zu altersbedingten Funktionsstörungen von Gewebe und Organen sowie verschiedenen chronischen Krankheiten beiträgt. 

Forscher haben damit begonnen, den Einsatz von Senolytika zu testen und umzusetzen – Medikamente oder Chemikalien, die alternde Zellen aus dem Körper entfernen. Allerdings haben diese Verbindungen in der Regel keine spezifischen Ziele, was zur versehentlichen Entfernung nicht alternder Zellen führt und das Risiko toxischer Nebenwirkungen erhöht. Ein häufig verwendetes Senolytikum ist eine Kombination namens DQ – das Chemotherapeutikum Dasatinib plus Quercetin, eine antioxidative Verbindung, die in vielen Obst- und Gemüsesorten vorkommt. 

Eine weitere Gruppe seneszenzbekämpfender Verbindungen werden Senomorphika genannt, die SASP und seine entzündlichen Eigenschaften unterdrücken, ohne den Zelltod auszulösen. Zusammengefasst könnte man eine Verbindung, die sowohl ein selektives Senolytikum als auch ein Senomorphikum ist, als Senotherapeutikum bezeichnen, und genau das wollten Moaddel und Kollegen finden.

Gewürze und Seneszenz: Verbindung in Ingwer, die als neuartiges Senolytikum zur Beseitigung alternder Zellen und Entzündungen identifiziert wurde

 

Ginger holt sich Gold für die Reduzierung der Seneszenz 

Das NIH-Team untersuchte zunächst vier Pflanzenstoffe, die in früheren Forschungen entzündungshemmende Eigenschaften gezeigt haben: Ingwer, Teufelskralle, Katzenkralle und kanadische Goldrute. Sie nahmen Bindegewebszellen, sogenannte Fibroblasten, und machten sie seneszent, indem sie sie einer Art Röntgenstrahlung aussetzten. Dann fügten Moaddel und Kollegen den alternden Zellen verschiedene Pflanzenextrakte hinzu, um zu sehen, welche als Senotherapeutika wirkten – und Ingwerextrakt erwies sich als Gewinner.

Der in Südostasien beheimatete Ingwer (Zingiber officinale Roscoe) ist eine blühende Pflanze, der am häufigsten verzehrte Teil des Ingwers ist jedoch seine Wurzel. Obwohl es Hunderte von bioaktiven Verbindungen in Ingwer gibt, sind die bekanntesten Gingerole, Shogaole, Paradole und Zingeron, die zu den entzündungshemmenden und antioxidativen Eigenschaften von Ingwer beitragen. 

Von den verschiedenen Verbindungen im Ingwer stellten die Forscher fest, dass Gingerenon A das wirksamste Senotherapeutikum ist, gefolgt von 6-Shogaol an zweiter Stelle. Gingerenon A löste den Tod seneszierender Zellen aus und beseitigte effektiv die herumliegenden Zombiezellen. Diese Ingwerverbindung reduzierte auch die Konzentrationen der meisten der gemessenen entzündungsfördernden Zytokine und anderer schädlicher Moleküle, die an SASP beteiligt sind. Allerdings regulierte 6-Shogaol diese Entzündungsmarker nicht, was darauf hindeutet, dass Gingerenon A als Senotherapeutikum vielversprechender ist. 

Sowohl Gingerenon A als auch 6-Shogaol zeigten seneszenzaufhellende Wirkungen. Die beiden Ingwerverbindungen steigerten die Caspase-3-Aktivität, einen Marker für den programmierten Zelltod namens Apoptose, und hemmten gleichzeitig den Spiegel von Bcl-XL, einer antiapoptotischen Verbindung. Anschließend verglich das Forschungsteam Gingerenon A mit DQ, dem häufig verwendeten senolytischen Cocktail. Nach der DQ-Behandlung kam es zu einem signifikanten Rückgang der seneszenten Zellen, es gab jedoch auch eine mäßige toxische Wirkung auf proliferierende Zellen. Umgekehrt beseitigte Gingerenon A ebenfalls alternde Zellen, jedoch mit höherer Selektivität als DQ, was bedeutet, dass nicht alternde Zellen nicht ebenfalls abgetötet wurden. 

Gewürze und Seneszenz: Verbindung in Ingwer, die als neuartiges Senolytikum zur Beseitigung alternder Zellen und Entzündungen identifiziert wurde

Die Vorteile pflanzlicher Senolytika 

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Ingwerextrakt – insbesondere Gingerenon A – ein vielversprechendes neues therapeutisches Ziel zur Beseitigung alternder Zellen und zur Linderung der mit der Alterung einhergehenden entzündlichen Schäden sein könnte. Die Vorteile der Verwendung einer natürlichen Pflanzenverbindung wie Ingwerextrakt sind weitreichend, einschließlich der Fähigkeit, seneszierende Zellen selektiv abzutöten, ohne toxische Schäden an normalen, proliferierenden Zellen zu verursachen – ein häufiger Nachteil anderer senolytischer Medikamente wie DQ. Darüber hinaus neigen senolytische Arzneimittelcocktails dazu, unerwünschte Nebenwirkungen hervorzurufen, einschließlich Atemwegs- und Magen-Darm-Beschwerden. 

Moaddel und Kollegen kommen zu dem Schluss: „Zusammengenommen deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass Gingerenon A mehrere Seneszenzmerkmale unterdrückt und die Senolyse (Zerstörung seneszenter Zellen) fördert und somit eine vielversprechende natürliche senolytische Verbindung darstellt.“ Diese Forschung steckt jedoch noch in den Kinderschuhen und es müssen Studien an Tieren und Menschen durchgeführt werden, um die Wirksamkeit von Gingerenon A bei größeren Arten zu bestimmen.

Verweise: 

Moaddel R, Rossi M, Rodriguez S, et al. Identifizierung von Gingerenon A als neuartige senolytische Verbindung. Plus eins. 2022;17(3):e0266135. Veröffentlicht am 29. März 2022. doi:10.1371/journal.pone.0266135



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