RE:Wichtigste Forschung 2014 - 10

Die Zellen des Blutes sind im Grunde recht kurzlebig, sie müssen ständig ersetzt werden. Dafür gibt es bekanntlich Stammzellen im Knochenmark.
Erstaunlicherweise gibt es im Alter sogar mehr dieser Vorläuferzellen im Knochenmark. Man weiß aber längst, dass z.B. Knochenmarkspenden umso besser funktionieren, je jünger der Spender ist.
In der folgenden Arbeit wird deutlich, dass die Stammzellen durch einen sogenannten Replikationsstress altern. Erhält die Stammzelle das Signal, neue Blutzellen zu produzieren, leidet jedesmal die Erbsubstanz!
Eine wichtige Rolle spielen dabei spezielle Enzyme, sogenannte "mini-chromosome maintenance (MCM) Helikasen". Diese sind somit eine interessante Zielstruktur für die Entwicklung von Stammzell-Verjüngungs-Therapien.

Replication stress is a potent driver of functional decline in ageing haematopoietic stem cells
http://www.nature.com/nature/journal/v51...ature13619.html

Rapamycin extends life and health in C57BL/6 mice
http://biomedgerontology.oxfordjournals..../69A/2/119.long

Noch eine Rapamycin-Maus Studie. Wichtigste Erkenntnis: Im Hirngewebe funktioniert die mTOR-Hemmung nicht.
Die Autoren vertreten außerdem die Auffassung, dass die positiven Effekte hauptsächlich durch eine Autophagie-Steigerung zustande kommen.

Die Regenerationsfähigkeit von Nervenfortsätzen, den sogenannten Axonen, nimmt im Alter ab. Man könnte daher annehmen, dass die eingeschränkte Regeneration eine direkte Konsequenz des alternden Organismus sei. Überraschenderweise scheint das aber nicht der Fall zu sein: Innerhalb der Neurone lassen sich beide Prozesse entkoppeln:

Independent Control of Aging and Axon Regeneration
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24606896

Der Stoffwechsel im Organismus hat eine unglaublich hohe Komplexität. Nahezu jeder Stoffwechselvorgang ist auf vielfältige Art und Weise mit anderen Stoffwechselwegen verknüpft, sie beeinflussen sich gegenseitig, und mittels zahlreicher Regelkreise wird ein Gleichgewicht im Stoffwechsel erzielt. "Zentrale" Kreuzungswege innherhalb des Stoffwechsels sind anfälliger für Änderungen. Nach Auffassung der Autoren des unten verlinkten Artikels wird das Altern durch Änderungen dieser Verknüpfungspukte hervorgerufen. Wie bei einem Dominoeffekt würden dann weitere Subsysteme durch die enge Verknüpfung mitgerissen, und die Homöostase gehe verloren. Allerdings sorge die Verknüpfung zwischen weiteren Untersystemen auch für gegenläufige Stabilisierungseffekte. Durch eine Verbesserung der Stabilisierungsprozesse müsste demzufolge eine Verlängerung der Lebensspanne resultieren.

The good and the bad of being connected: the integrons of aging
http://www.sciencedirect.com/science/art...955067413001907

Kürzlich ist ein Steroidhormon identifiziert worden, das beim Rundwurm C. elegans während Kalorienrestriktion vermehrt gebildet wird. Es nennt sich Dafachronsäure. Ohne Dafachronsäure bleibt auch der Effekt von Kalorienrestriktion auf der Strecke. Dafachronsäure sorgt allerdings gleichzeitig auch für die Verringerung der Fertilität, was ja im Kontext einer Nahrungsknappheit evolutionär auch Sinn macht. Als nächsten Schritt möchte die Forschergruppe um Hugo Aguilaniu testen, ob sich diese beiden Effekte auch voneinander trennen lassen.

Steroid hormone signalling links reproduction to lifespan in dietary-restricted Caenorhabditis elegans
http://www.nature.com/ncomms/2014/140911...ncomms5879.html

Die Autoren folgenden Reviews gehen davon aus, dass die Rolle von Peroxisomen (http://de.wikipedia.org/wiki/Peroxisom) im Alterungsprozess bislang vollkommen unterschätzt wird. Ich stimme zu.

Aging, age-related diseases and peroxisomes.

Zitat

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Now, almost 50 years after their discovery, there is a wealth of evidence that peroxisomes can function as a subcellular source, sink, or target of reactive oxygen and nitrogen molecules. Yet, the possibility that these organelles may act as a signaling platform for a variety of age-related processes has so far been underestimated and largely neglected

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http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23821142

Es hat schon viele Versuche gegeben, aber bislang war noch keine Einzelsubstanz in der Lage, den Erinnerungsverlust der Alzheimerkrankheit zu stoppen oder gar rückgängig zu machen. Die Alzheimer-Krankheit ist multifaktoriell bedingt. Die Zukunft dürfte daher in einer ganzheitlich ausgerichteten Behandlungsstrategie liegen:

Memory loss associated with Alzheimer's reversed for first time
http://www.buckinstitute.org/buck-news/M...eimers-reversed

Everyday drugs could give extra years of life
http://www.newscientist.com/article/mg22...ue#.VC5CLJVxllY

Antiaging Therapy: A Novel Target for Antilipolytic Drugs
http://www.ingentaconnect.com/content/be...000007/art00001

Maria Konovalenko veröffentlicht in ihrem Blog in letzter Zeit einige wirklich interessante Studiendesigns:

Zitat

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The optimum rejuvenation effect of heterochronic parabiosis can be achieved using genetically identical animals. Genetically identical non-model organisms of different age can only be obtained by cloning. Interestingly, that there are no investigations of heterochronic parabiosis of cloned animals.

The aim of the project is the comprehensive investigation of rejuvenation potential of cloned mice heterochronic parabiosis.

Research plan:

At first we will perform cloning of adult (1-year-old) mice using technique for improved success cloning rate (Mizutani et al., 2014).

The study is performed in five groups of animals:

Pair of cloned young and old heterochronic parabionts.
Pair of young and old heterochronic parabionts (not cloned).
Pair of two young parabionts.
Pair of two old parabionts.
Intact control animals.

The parabiosis is established at the age of 18 months for old partners and 2 month for the young ones. The detailed life span assay reveals the influence of heterochronic parabiosis with young clone on cardiovascular, nervous, respiratory, skeletal and muscular systems. The lifespan assay shows the young clone parabiosis impact on longevity of older partner.

In addition, systemic factors, which influence the aging process of the old mouse and promote its longevity and rejuvenation, are revealed.

Expected results:

Study of heterochronical parabiosis effects on the process of cell and tissue aging, development of age-related diseases, and other age-related parameters including organismal longevity of the old mouse
Identification of rejuvenation factors
Results of the experiment may be used for development of human rejuvenation approach by systemic regulation of the aging process

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https://mariakonovalenko.wordpress.com/2...ongevity-prize/

Eine Ernährung mit zugesetztem Zucker ist nicht gut für die Gesundheit, das ist im Grunde eine Binsenweisheit. Sie begünstigt Übergewicht und kann bis hin zum metabolischen Syndrom führen. Doch die Folgen sind viel weitreichender: Die dadurch ausgelösten Entzündungsprozesse können auch das Gehirn in vulnerablen Entwicklungsphasen empfindlich beeinträchtigen:

Sugar linked to memory problems in adolescent rats
http://www.sciencedaily.com/releases/2014/10/141007111227.htm

Zitat von La_Croix im Beitrag #245

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Forscher entdecken neues "gutes" Fett
Überraschender Fund eröffnet neue Chancen gegen Diabetes und Entzündungen
Überraschende Entdeckung: Forscher haben eine ganz neue Klasse von "gutem" Fett entdeckt. Diese Fettsäure-Moleküle werden vom Körper produziert und kommen in Fettzellen, aber auch überall im Körper verteilt vor. Das neue Fett wirkt gegen Entzündungen und kann offenbar einem Diabetes entgegenwirken, wie Versuche mit Mäusen zeigten. Damit könnte sich diese neue Fettklasse sogar als Medizin eignen, wie die Forscher im Fachmagazin "Cell" berichten.

http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-18105-2014-10-10.html

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Die Alterung unserer Stammzellen könnte rückgängig gemacht werden, wenn es gelänge, die epigenetischen Informationen in der Zelle zu überschreiben. Interessant ist die Frage, ob dafür bereits systemische Faktoren (also ein jugendliches Hormonumfeld für die Zellen) und die Beseitigung seneszenter Zellen schon ausreichend wäre... Zumindest kein undenkbares Szenario!

Zitat

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[...]Resetting epigenetic memory in aged stem cells.
The development of adult frogs from the transfer of tadpole intestinal somatic nuclei into oocytes showed that cellular memory of somatic cells can be reversed and even erased179. Evidence suggests that a similar approach might be applied to reset the molecular memory of aging cells. Somatic cell nuclear transfer of senescent fibroblasts from aged bovine donors results in cloned calves with fibroblasts that have restored population doubling and increased telomere maintenance compared to age-matched control animals180. It has been further proposed that reprogramming aged somatic cells into iPSCs or iPSC-like cells, followed by redifferentiation to the desired somatic cell types, may help reset the memory of aged somatic cells181, 182. This possibility has been supported in part by studies in which aged hematopoietic progenitors were reprogrammed to produce iPSCs. These iPSCs were then used to create new HSCs in a chimeric embryo system and yielded complete rejuvenation of hematopoietic activity183. Thus, age-related epigenetic changes offer a model wherein 'aging memory' could potentially be altered or erased to restore stem cell function; however, it remains unclear whether more clinically viable rejuvenation strategies, such as modulating circulating factors or deleting senescent cells, which do not involve reprogramming to a fully pluripotent state, actually fully reset the aged epigenome. It may be that stem cells exposed to such restorative interventions adopt some functional features of younger cells but still retain an aging memory. Further analysis of shifts in epigenetic signatures of stem cells exposed to such interventions will help to answer this important question.[...]

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http://www.nature.com/nm/journal/v20/n8/abs/nm.3651.html

Noch so ein Grund, warum eine unkritische "Antioxidations-Strategie" wohl mehr schadet als nutzt:

Moderate levels of 'free radicals' found beneficial to healing wounds
http://www.sciencedaily.com/releases/201...41013123107.htm

Gilt übrigens auch fürs Immunsystem, und für Anti Aging sowieso.

Der Verlust des Riechvermögens ist nicht nur unangenehm, sondern auch lebensgefährlich. Zumindest kann man anhand eines simplen Riechtestes erschreckend genau vorhersagen, ob eine Person in den nächsten Jahren womöglich versterben wird. Jedenfalls scheint im Hirn beim Verlust der Riechfähigkeit irgend etwas schreckliches zu passieren.

Decreased ability to identify odors can predict death: Olfactory dysfunction is a harbinger of mortality
http://www.sciencedaily.com/releases/201...41001155554.htm

Schon ein paar Tage nach dieser Publikation hier eine weitere, die in meinen Augen eine gute Erklärung für das oben beschriebene Phänomen bieten könnte:
Stammzellen des Gehirns ersetzen fortwährend die für den Geruch zuständigen Hirnareale. Ein Ausbleiben des Nachschubs hat zur Folge, das die neuronalen Vernetzungen im Riechhirn zusammenbrechen:

Scientists sniff out unexpected role for stem cells in the brain
http://www.sciencedaily.com/releases/201...41014095208.htm

Ob der Verlust der Riechfähigkeit einfach ein Marker für den Verlust von neuronalen Stammzellen darstellt?

Wie misst man eigentlich das biologische Alter?

Eine Lösung dieses Problems ist enorm wichtig (lebenswichtig!) denn, wenn man individuell prüfen möchte, ob Maßnahmen zur Lebensverlängerung funktionieren, benötigt man objektive Messkriterien. Alles andere kommt Kafeesatzlesen gleich!

Eine -wie ich finde- ziemlich gute Technik, die eine solche Messung leisten könnte, hatte ich hier (und im alten Forum) schon mal vorgestellt:

Man kann das biologische Alter bereits mit der Bestimmung einiger weniger Methylierungen der DNA überraschend präzise messen.
Jochen Hampe aus Tübingen hat mit Steve Horvath und seinem Team nun folgende Frage gestellt:

Wie wirkt sich Fettsucht auf den Alterungsprozess von Leberzellen aus?
Das Ergebnis ist im Grunde wenig überraschend. Wer adipös ist, hat eine vorgealterte Leber. Hätte man sich zwar auch so denken können...Aber jetzt existiert endlich ein Tool zur gewebsspezifischen Altersbestimmung, das ist die eigentliche Botschaft.

Ebenfalls eine interessante Fragestellung der Studie: Unterzieht man sich als Fettleibiger einer Magen-OP und nimmt dadurch drastisch ab, was passiert dann?
Antwort: Wer gehofft hat, dass die Leber dadurch wieder jünger wird, den muss ich leider enttäuschen. Im Detail kann man das hier nachlesen:

Obesity accelerates epigenetic aging of human liver
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=25313081

Das Zytoskelett.


Geringe Zellschäden in hormetischer Dosis, zum Beispiel durch Wärmeeinwirkung, können durchaus gesundheitsförderlich sein, da hierdurch Reparaturmechanismen aktiviert werden. Damit der Reparaturtrupp aber auch dort ankommt, wo er hin soll, muss in erster Linie das Gerüst der Zelle stabilisiert werden, das Zytoskelett.

Ist die Struktur des Zytoskeletts einmal stärker beschädigt, funktionieren auch die Reparaturmechanismen nicht mehr so gut. Warum? Weil das Zytoskelett als Transportschiene dient. Durch eine Schädigung des Zytoskeletts ist gleichzeitig ist auch die Kommunikation der Zellorganellen untereinander gestört!

Zitat

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For 35 years, researchers have worked under the assumption that when cells undergo heat shock, as with a fever, they produce a protein that triggers a cascade of events that field even more chaperones to refold unraveling proteins that could kill the cell. The protein, HSF-1 (heat shock factor-1), does this by binding to promoters upstream of the 350-plus chaperone genes, upping the genes' activity and launching the army of chaperones, which originally were called "heat shock proteins."

Injecting animals with HSF-1 has been shown not only to increase their tolerance of heat stress, but to increase lifespan.

Because an accumulation of misfolded proteins has been implicated in aging and in neurodegenerative diseases such as Alzheimer's, Parkinson's and Huntington's diseases, scientists have sought ways to artificially boost HSF-1 in order to reduce the protein plaques and tangles that eventually kill brain cells. To date, such boosters have extended lifespan in lab animals, including mice, but greatly increased the incidence of cancer.

Dillin's team found in experiments on the nematode worm C. elegans that HSF-1 does a whole lot more than trigger release of chaperones. An equal if not more important function is to stabilize the cell's cytoskeleton, which is the highway that transports essential supplies -- healing chaperones included -- around the cell.

"We are suggesting that, rather than making more of HSF-1 to prevent diseases like Huntington's, we should be looking for ways to make the actin cytoskeleton better," Dillin said. Such tactics might avoid the carcinogenic side effects of upping HSF-1.

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http://www.sciencedaily.com/releases/201...41016143658.htm

Wer sich ein metabolisches Syndrom mit Fettleibigkeit, Insulinresistenz, hohen Blutfetten und Herzkreislauferkrankungen züchten möchte - gezuckerte Softdrinks sind der Goldstandard zum Erreichen dieses fragwürdigen Ziels. Lang bekannt. Ebenfalls wenig überraschend, aber erstmals gezielt untersucht: Softdrinks eignen sich auch prima zur Telomerverkürzung:

Sugared soda consumption, cell aging associated in new study
http://www.sciencedaily.com/releases/201...41016165951.htm

Wenn man davon ausgeht, dass der Alterungsprozess eher programmartig als rein zufällig abläuft, dann haben wir hiermit einen wichtigen Schalter, den Geweben mitteilt, dass sie sich jung zu verhalten haben: GHK. Hinter dieser Abkürzung verbirgt sich ein lediglich 3 Aminosäuren kurzes Protein, dass im Körper einen wahren Rundumschlag zur Verjüngung vollbringt:

Zitat

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(1) The Suppression of Fibrinogen Synthesis. Fibrinogen is an excellent predictor of mortality especially in patients with cardiovascular complications [11, 12]. GHK was isolated as a plasma factor that suppressed fibrinogen synthesis in liver tissue and in mice.

(2) Activation of the Ubiquitin/Proteasome System (UPS). The UPS removes damaged proteins. Higher activities of the UPS appear to retard aging effects [13, 14].

(3) Activation of DNA Repair Genes. DNA damage is promptly repaired in young and healthy cells, however, as we age, DNA damage starts accumulating. Resetting activity of DNA repair genes can diminish deleterious effects of aging.

(4) Antioxidant Genes. Free radicals and toxic end products of lipid peroxidation are linked to atherosclerosis, cancer, cataracts, diabetes, nephropathy, Alzheimer’s disease and other severe pathological conditions of aging.

(5) Suppression of Insulin and Insulin-Like Genes. The insulin family has been proposed as a negative controller of longevity; higher levels of insulin and insulin-like proteins reduce the lifespan [15].

(6) Tissue Repair by TGF Superfamily. General tissue repair by the TGF superfamily as exemplified by COPD (chronic obstructive pulmonary disease).

(7) Cancer Controlling Genes. Caspase, growth regulatory, and DNA repair genes are important in cancer suppression.

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Beeindruckend, oder?

Und damit nicht genug:

Zitat

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GHK, abundantly available at low cost in bulk quantities, is a potential treatment for a variety of disease conditions associated with aging. The molecule is very safe and no issues have ever arisen during its use as a skin cosmetic or in human wound healing studies.

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GHK and DNA: Resetting the Human Genome to Health
http://www.hindawi.com/journals/bmri/2014/151479/