Viele Menschen kennen das Wort „Seneszenz“ ein wenig und setzen es gleichbedeutend mit dem Altern gleich. Denn die Wurzel des Wortes ist „sen-“, was alt bedeutet und ist auch die Wurzel des Wortes „senil“, was natürlich charakteristisch für das Alter bedeutet.

Aber wenn Biologen von zellulärer Seneszenz sprechen, dann bedeuten nicht unbedingt das Altern, wie die Leute normalerweise über diesen Prozess denken. Je nach Gewebeart leben Zellen in Ihrem Körper unterschiedlich lange. Weiße Blutkörperchen haben eine Lebensdauer von etwa 13 Tagen, im Vergleich zu den 120 Tagen, die ein rotes Blutkörperchen lebt. Fettzellen leben etwa acht Jahre und Darmzellen (ohne die Schleimhäute) leben fast 16 Jahre.

Wenn Körperzellen das Ende ihres natürlichen Lebens erreichen, sterben sie einen vorprogrammierten Tod durch einen Prozess namens Apoptose (sagen wir "a-pop-TOE-sis"), der darauf abzielt, keine Zellen in der Nähe zu schädigen. Oder vielleicht ist eine Zelle jung oder in der Mitte des Lebens und ist in irgendeiner Weise beschädigt. Viele Male kann dieser Schaden repariert werden und die Zelle nimmt ihre normale Funktion wieder auf. Wenn der Schaden zu stark ist, durchläuft die Zelle erneut die Apoptose und wird zerstört.

Normalerweise unterliegen Zellen einer ständigen Teilung, sowohl um abgestorbene Zellen zu ersetzen als auch um deren Reparatur zu unterstützen, wie zum Beispiel beim Wachsen neuer Hautzellen, um eine Wunde zu schließen. Wenn die zelluläre DNA beschädigt ist, werden diese Zellen manchmal krebsartig und werden in eine ungebremste Vermehrung katapultiert.

Zellulare Seneszenz verstehen

Die andere Art und Weise, wie Zellen auf Schäden reagieren, die nicht so schwerwiegend sind, dass sie Apoptose auslösen, besteht darin, seneszent zu werden. Dies bedeutet, dass sie, anstatt in eine außer Kontrolle geratene Proliferation zu verfallen, einfach aufhören, sich zu teilen und der normale Zellzyklus endet. Viele Wissenschaftler glauben, dass diese Fähigkeit, in einen seneszenten Zustand überzugehen, der Versuch des Körpers ist, zu verhindern, dass diese beschädigten Zellen krebsartig werden.

Obwohl sich diese seneszenten Zellen nicht aktiv teilen, sind sie keineswegs tot. Die seneszenten Zellen sind immer noch sehr metabolisch aktiv und sezernieren eine Reihe von Proteinen und anderen Molekülen, die als SASP (seneszenz-assoziierter sekretorischer Phänotyp) bezeichnet werden und Entzündungen verursachen können. Auf diese Weise können die seneszenten Zellen Immunzellen signalisieren, einzudringen, um Schäden zu beseitigen und die Gewebereparatur zu unterstützen. Bisher sieht dies nach einer guten Sache aus.

Aber obwohl das SASP die Gewebereparatur unterstützt, können einige der Proteine ​​und Moleküle, die dieses Array erweitern können, nachteilige Auswirkungen haben. Mit zunehmendem Alter beginnen sich seneszente Zellen im Körper anzusammeln, einschließlich des Gehirns. Diese seneszenten Zellen produzieren alle die entzündlichen SASP-Moleküle und Proteine, die das Altern selbst beschleunigen und altersbedingte Erkrankungen wie Herzkrankheiten und Alzheimer verschlimmern können. Außerdem kann eine anhaltende Exposition gegenüber dem SASP tatsächlich eine Seneszenz in ansonsten gesunden Zellen induzieren.

Alternde Zellen aus dem Körper entfernen

Was wäre, wenn diese alternden Zellen zusammen mit den toxischen entzündlichen SASP-Proteinen und -Molekülen, die sie produzieren, aus dem Körper entfernt werden könnten? Es wurde bereits gezeigt, dass in einem Mausmodell für neurodegenerative Erkrankungen die Clearance seneszenter Zellen die Gehirnfunktion dieser Tiere verbessert.

Aber was nicht bekannt war, ist folgendes: Könnte die Beseitigung alternder Zellen aus dem Körper dazu beitragen, die Gehirnalterung und den kognitiven Verfall, der mit dem normalen Altern einhergeht, zu lindern? Jüngste Forschungen unter der Leitung von Wissenschaftlern des Robert and Arlene Kogod Center on Aging der Mayo Clinic, die in der Zeitschrift Aging Cell vom 21. Januar 2021 veröffentlicht wurden, versuchten, diese Frage zu beantworten.

Die Forscher wandten sich erneut einem Mausmodell zu in ihrem Versuch, diese Frage zu beantworten. Das Team verwendete transgene Mäuse. Diese Mäuse wurden speziell für die medizinische Forschung gezüchtet und haben „fremde“ DNA in den Kern eines befruchteten Mäuse-Eies eingefügt.Wenn sich die Maus entwickelt, wird die fremde DNA Teil jeder Zelle Diese speziell gezüchteten Mäuse ermöglichten es dem Team, ein Medikament einzusetzen, das selektiv Zellen abtötet, die P16ink4a exprimieren, ein Protein, das an der Regulierung des Zellzyklus und das verlangsamt die Zellteilung.

Wenn Organismen älter werden, nimmt die Expression des P16ink4a-Proteins zu. Dies hilft dem Körper, die Vermehrung von Stammzellen zu reduzieren, was das Krebsrisiko verringert, aber gleichzeitig den Körper anfällig für die Wirkung der SASP-Proteine ​​und anderer Moleküle macht, die diese seneszenten Zellen produzieren. Da dieser Ansatz nicht die Zerstörung aller seneszenten Zellen garantieren konnte, verwendeten die Forscher auch einen Kombinations-Medikamentencocktail, um die verbleibenden seneszenten Zellen in den Mäusen zu bekämpfen. Als Vergleich dienten den Forschern mehrere Kohorten alter Mäuse (25 bis 29 Monate) sowie eine jüngere Gruppe.

Die Ergebnisse waren eindeutig: Die Entfernung seneszenter Zellen in Körper und Gehirn der alten Mäuse führte zu einer Linderung altersbedingter kognitiver Beeinträchtigungen, insbesondere einer Dysfunktion des räumlichen Gedächtnisses. Die Ergebnisse zeigten auch eine Verringerung der Seneszenzmarker in den Neuronen des Hippocampus, einem Teil des Gehirns, der speziell mit Gedächtnis und Kognition verbunden ist und der mit zunehmendem Alter einer fortschreitenden Verschlechterung unterliegt.

Die Clearance der seneszenten Zellen reduzierte auch signifikant die Marker für Hirnentzündungen, die eindeutig mit altersbedingten kognitiven Beeinträchtigungen in Verbindung gebracht wurden. Während die Autoren betonen, dass es immer noch nicht ganz klar ist, wie sich die zelluläre Seneszenz auf die Gehirnalterung auswirkt, zeigen die Ergebnisse ihrer Studie definitiv, dass Therapien, die auf die Reinigung seneszenter Zellen gerichtet sind, einen vielversprechenden Ansatz zur Verjüngung des alternden Gehirns sowie zur Verbesserung des Gedächtnisses bieten bei älteren Menschen.