Das Geheimnis der Seneszenz: Würmer als leistungsstarke Modellorganismen

Seneszente, also geschädigte Zellen, die Entzündungen verursachen, tragen wesentlich zur Alterung bei. Forscher des Max-Planck-Instituts für Biologie des Alterns haben nun herausgefunden, dass Würmer einen seneszensähnlichen Zustand erreichen können, der dem von Säugetieren ähnelt.

Diese Entdeckung bietet ein einfaches und leistungsfähiges Modell zur Untersuchung der Seneszenz auf der Ebene des gesamten Organismus. Zudem eröffnet es neue Möglichkeiten zur Vermeidung oder Bekämpfung der geschädigten Zellen. Die Erkenntnisse sind den Autoren zufolge vielversprechend für die Entwicklung von Therapien, die altersbedingte Krankheiten und die Ruhephase von Krebszellen bekämpfen.

Fehlt der Transkriptionsfaktor TFEB treten die Würmer in einen seneszenzähnlichen Zustand ein

Die Forscher induzierten einen seneszenzähnlichen Zustand bei Würmern, indem sie den Transkriptionsfaktor TFEB veränderten. Unter normalen Bedingungen regenerieren sich Würmer nach einem langen Fasten und einer anschließenden Fütterung und wirken verjüngt. Fehlt jedoch der Transkriptionsfaktor TFEB, können sich die Stammzellen der Würmer nach der Fastenzeit nicht erholen. Stattdessen treten sie in einen seneszenzähnlichen Zustand ein. Dieser ist durch Marker wie DNA-Schäden, eine Vergrößerung des Nukleolus, mitochondriale reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und die Expression von Entzündungsmarkern gekennzeichnet. Sie ähneln den bei der Seneszenz von Säugetieren beobachteten Markern.

„Wir stellen ein Modell vor, mit dem man die Seneszenz auf der Ebene des gesamten Organismus untersuchen kann. Damit haben wir ein neues Werkzeug, um zu erforschen, wie Seneszenz entsteht und bekämpft werden kann”, erklärt Adam Antebi, Leiter der Studie und Direktor am Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns.

Die TFEB-Wachstumsfaktor-Achse

TFEB ist ein Transkriptionsfaktor, der an der Reaktion von Zellen auf die Verfügbarkeit von Nährstoffen beteiligt ist. Er spielt eine entscheidende Rolle bei der Reaktion auf Fasten, indem er die Genexpression reguliert. Fehlt TFEB, versuchen die Würmer, Wachstumsprogramme ohne ausreichende Nährstoffe zu initiieren, was zur Seneszenz führt.

„Mit unserem neuen Modell haben wir genetische Untersuchungen durchgeführt, um Mutationen zu identifizieren, die die Seneszenz umgehen können. Wir identifizierten Wachstumsfaktoren, darunter Insulin und den transformierenden Wachstumsfaktor beta (TGFbeta), als die wichtigsten Signalmoleküle, die beim Verlust von TFEB fehlreguliert werden”, so Antebi.

Die TFEB-TGFbeta-Signalachse wird auch während der Krebsdiapause reguliert. In dieser bleiben Krebszellen in einem ruhenden, sich nicht teilenden Zustand, um eine Chemotherapie zu überleben. In Zukunft wollen die Forscher testen, ob ihr Wurm-Modell genutzt werden kann, um neue Behandlungen zu finden, die sowohl auf seneszente Zellen während des Alterns als auch auf Krebs in der Ruhephase abzielen.