Alterungsprozess von Gehirnzellen bei Ratten komplett umgekehrt – Zellen erfolgreich verjüngt

Darstellung Gehirn und Kopfschmerz

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Durchbruch beim Verständnis des Alterungsprozesses erzielt

Forschenden ist es jetzt gelungen, den Alterungsprozess der Zellen des Gehirns bei Mäusen umzukehren. Die Ergebnisse haben weitreichende Auswirkungen darauf, wie wir den Alterungsprozess verstehen und wie wir möglicherweise dringend benötigte Therapien für altersbedingte Gehirnerkrankungen entwickeln können.


Bei der aktuellen Untersuchung der international hoch anerkannten University of Cambridge wurde festgestellt, dass es möglich ist, den Alterungsprozess von Stammzellen im Gehirn von Mäusen umzukehren. Die Ergebnisse der Studie wurden in der englischsprachigen Fachzeitschrift „Nature“ publiziert.

Darstellung Gehirn und Kopfschmerz
Wird es in Zukunft möglich sein, die Alterung unserer Gehirnzellen umzukehren? (Bild: Sebastian Kaulitzki/fotolia.com)

Was ist eine altersbedingte Versteifung des Gehirns?

Mit zunehmendem Alter kann es zu einer Funktionsstörung der Stammzellen des Gehirns kommen. Die Forschenden zeigten bei ihrer Studie neue Wege auf, um ältere Stammzellen in einen jüngeren, gesünderen Zustand umzuwandeln. Dies könnte zur Entwicklung von dringend benötigten Therapien für altersbedingte Gehirnerkrankungen beitragen. Wenn unser Körper altert, können Muskeln und Gelenke steif werden, was die tägliche Bewegung erschwert. Diese Studie zeigt, dass dies auch in unserem Gehirn der Fall ist und dass die altersbedingte Versteifung des Gehirns einen erheblichen Einfluss auf die Funktion von Hirnstammzellen hat, berichtet das Forschungsteam.

Was sind Oligodendrozyten-Vorläuferzellen?

Bei der Studie wurden junge und alte Rattengehirne untersucht, um den Einfluss der altersbedingten Veränderung des Gehirns auf die Funktion von Oligodendrozyten-Vorläuferzellen (OPCs) zu verstehen. Diese Zellen sind eine Art von Hirnstammzellen, welche für die Aufrechterhaltung einer normalen Gehirnfunktion und für die Regeneration des Myelins wichtig sind, der Fettschicht, die unsere Nerven umgibt und die zum Beispiel bei Multipler Sklerose (MS) geschädigt ist. Die Auswirkungen des Alters auf diese Zellen tragen zu MS bei, aber ihre Funktion nimmt auch bei gesunden Menschen mit dem Alter ab.

Gehirnzellen wurden verjüngt

Um festzustellen, ob der Funktionsverlust bei gealterten OPCs reversibel war, transplantierten die Forschenden OPCs von gealterten Ratten in das weiche, schwammige Gehirn jüngerer Tiere. Bemerkenswerterweise wurden die älteren Gehirnzellen dadurch verjüngt und begannen sich wie die jüngeren, kräftigeren Zellen zu verhalten. Um dies weiter zu untersuchen, entwickelten sie im Labor neue Materialien mit verschiedener Steifheit und verwendeten diese, um die Stammzellen des Rattenhirns in einer kontrollierten Umgebung zu züchten und zu untersuchen. Um zu verstehen, wie die Weichheit und Steifheit des Gehirns das Zellverhalten beeinflusst, untersuchten die Forschenden ein Protein auf der Zelloberfläche mit der Bezeichnung Piezo1, welches die Zelle darüber informiert, ob die Umgebung weich oder steif ist. Wenn funktionierende Stammzellen des Rattenhirns auf dem steifen Material wuchsen, wurden die Zellen dysfunktional und ihre Fähigkeit zur Regeneration ging verloren. Besonders interessant war allerdings, dass die alten Gehirnzellen, wenn sie auf dem weichen Material gezüchtet wurden, begannen wie junge Zellen zu funktionieren, berichten die Forschenden. Mit anderen Worten die Zellen wurden verjüngt.

Ergebnisse könnten die Behandlung von Multipler Sklerose verbessern

Als Piezo1 von der Oberfläche gealterter Hirnstammzellen entfernt wurde, konnten diese Zellen dazu verleitet werden, eine weiche Umgebung wahrzunehmen, selbst wenn sie auf steifem Material wuchsen. Piezo1 konnte in den OPCs eines gealterten Rattenhirns entfernt werden, wodurch die Zellen verjüngt wurden und wieder ihre normale Regenerationsfunktion übernehmen konnten, berichten die Forschenden. Die Entdeckungen des Teams darüber, wie Stammzellen im Gehirn altern und wie dieser Prozess umgekehrt werden kann, haben wichtige Auswirkungen auf die zukünftige Behandlung von MS, einschließlich der Frage, wie möglicherweise verlorene Funktionen im Gehirn wiedererlangen werden können. (as)

Autor:
Alexander Stindt
Quellen:
  • Michael Segel, Björn Neumann, Myfanwy F. E. Hill, Isabell P. Weber, Carlo Viscomi et al.: Niche stiffness underlies the ageing of central nervous system progenitor cells, in Nature (Abfrage: 15.08.2019), Nature