Leberzellen altern unterschiedlich, je nachdem, wo sie sich im Organ befinden

Altern alle Zellen gleich? Und spielt es in diesem Kontext eine Rolle, wo sich eine Zelle im Organ befindet? In der Leber von Mäusen haben Forschende jetzt gezeigt: Leberzellen altern unterschiedlich, je nachdem, wo im Organ sie verortet sind.

Die Lage der Leberzellen hat einen starken Einfluss auf den Alterungsprozess. In der Region, in der die Leberzellen Sauerstoff zur Energiegewinnung in ihren Mitochondrien nutzen, verschlechterte sich dieses mit zunehmendem Alter deutlich. In dem zentralen, sauerstoffarmen Bereich der Leber hingegen stellten die Forschenden keine Veränderung der Mitochondrien fest, wohl aber eine Verschlechterung des Fettstoffwechsels der Zellen.

„Es ist nicht egal, wo eine Zelle altert”, sagt Dr. Peter Tessarz, Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns in Köln und Alternsforschungs-Exzellenzclusters CECAD der Universität zu Köln und Leiter der Studie. „Sie altern unterschiedlich, je nachdem, wo sie sich befinden und was sie für eine Funktion haben.” Für die Alternsforschung bedeutet das, dass man in Studien genau darauf achten muss, welche Zellen man untersucht und wo sie sich im Organ befinden.

Gleicher Zelltyp – unterschiedliche Aufgaben

Die Leber besteht zum größten Teil aus Hepatozyten. Je nachdem, wo sie sich in der Leber befinden, erfüllen sie unterschiedliche Aufgaben. In der Nähe der Pfortader, durch die frisches, sauerstoffreiches Blut in die Leber fließt, nutzen die Hepatozyten den Sauerstoff, um in ihren Mitochondrien Fette zu verwerten und Energie zu gewinnen. In den weniger sauerstoffreichen Regionen der Leber werden dagegen Kohlenhydrate abgebaut.

„In der Leber spielt die Lage der Leberzelle im Organ eine entscheidende Rolle. Deshalb war die Leber für uns das perfekte Modell, um zu untersuchen, ob die Lage auch beim Altern einen Unterschied macht“, erklärt Tessarz. Die Forschenden untersuchten die Leberzellen von jungen und alten Mäusen mit modernster Technik, die es ihnen ermöglichte, nicht nur Daten für fast jede einzelne Zelle zu gewinnen, sondern diese auch einer Position im Organ zuzuordnen. Besonders interessierte sie, welche Gene im Alter noch abgelesen werden, wie sich der Stoffwechsel der Zellen verändert und ob epigenetische Veränderungen auftreten.

Laut Prof. Achim Tresch, Leiter des Institutes für Medizinische Statistik und Bioinformatik am CECAD und Mitautor der Studie zeigt die Arbeit, „dass die bioinformatische Zusammenführung verschiedenster Datentypen auf Einzelzellniveau neue Erkenntnisse über metabolische Prozesse hervorbringt“.