Würmer als Modell zur Erforschung von Seneszenz: einfach und leistungsstark

Würmer können in einen seneszensähnlichen Zustand übergehen, ihr Organismus lässt sich einfach und umfassend untersuchen: Das ist eine Grundlage zur Erforschung neuer Behandlungsmethoden altersbedingter Krankheiten und von Krebs im Ruhezustand.

Seneszente, also geschädigte Zellen, die Entzündungen verursachen, tragen wesentlich zur Alterung bei. Forschende 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 und eröffnet damit neue Möglichkeiten zur Vermeidung oder Bekämpfung der geschädigten Zellen. Die Erkenntnisse sind vielversprechend für die Entwicklung von Therapien, die altersbedingte Krankheiten und die Ruhephase von Krebszellen bekämpfen.

Die Forschenden 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 und treten stattdessen in einen seneszenzähnlichen Zustand ein. Dieser Zustand 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”, erklärt Antebi.

Die TFEB-TGFbeta Signalachse wird auch während der Krebsdiapause reguliert, einem Zustand, in dem Krebszellen in einem ruhenden, sich nicht teilenden Zustand bleiben, um eine Chemotherapie zu überleben. In Zukunft wollen die Forschenden 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.