Mit dem Alter hören Muskelstammzellen bei Mäusen auf, eine homogene Population zu sein: Ein Teil behält die Fähigkeit, Gewebe effektiv zu regenerieren, während der andere diese Funktion drastisch verliert. Forscher der UCLA unter der Leitung von Thomas Rando entdeckten, dass der Glutathionspiegel – das wichtigste Antioxidans der Zelle – die entscheidende Ursache für diese Aufteilung ist.
In jungen Jahren zeigen alle Muskelstammzellen eine hohe Aktivität und reagieren schnell auf Schäden. Mit der Zeit entsteht bei alten Mäusen eine zweite Subpopulation von Zellen mit niedrigem Glutathiongehalt, die die Regeneration schlecht bewältigt. Wie die Experimente zeigten, bestimmt gerade der Stoffwechsel dieses Stoffes, ob eine Zelle in ihren Funktionen „jung“ bleibt oder in einen geschwächten Zustand übergeht.
Die Wissenschaftler prüften den ursächlichen Zusammenhang direkt. Als man Zellen mit niedrigem Glutathion ein Präparat gab, das dessen Spiegel erhöhte, wurde ihre Regenerationsfähigkeit wiederhergestellt. Umgekehrt verwandelte eine künstliche Senkung des Glutathions in jungen Zellen diese in funktionell alte Zellen. Diese Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Cell Metabolism veröffentlicht.
Die Studie wurde an Mäusen durchgeführt und hat bisher keine direkten Entsprechungen in klinischen Studien am Menschen. Die Finanzierung kam von der Glenn Foundation for Medical Research, den National Institutes of Health der USA und dem Department of Veterans Affairs. Die Autoren betonen, dass Glutathion nur einer der Treiber altersbedingter Veränderungen ist und keine universelle Lösung für das Problem der Gewebealterung.
Stellen Sie sich die Zelle als eine Werkstatt vor, in der Glutathion als Schutzfilter gegen den oxidativen „Rauch“ der täglichen Arbeit wirkt. Wenn der Filter verstopft ist oder nicht ausreicht, beginnt ein Teil der Werkstätten mit halber Kraft zu arbeiten, während der andere weiter zurechtkommt. Die Wiederherstellung des Filters bringt die zweite Gruppe wieder auf das frühere Tempo, macht aber nicht die gesamte Werkstatt neu.
Die Entdeckung zeigt, dass die Alterung von Stammzellen nicht einfach eine allgemeine Verlangsamung ist, sondern das Entstehen heterogener Subpopulationen mit unterschiedlichem Stoffwechselprofil. Ähnliche Mechanismen könnten erklären, warum sich die Geweberegeneration ungleichmäßig verschlechtert und warum manche Menschen ihre Muskelkraft länger erhalten als andere.
Die Frage ist nun, ob es gelingen wird, den Glutathionspiegel in den benötigten menschlichen Zellen über Jahrzehnte hinweg sicher und selektiv hoch zu halten, ohne andere Stoffwechselgleichgewichte des Körpers zu stören.
