Forscher des Luxembourg Centre for Systems Biomedicine der Universität Luxemburg haben gemeinsam mit Kollegen der Harvard Medical School und CIC bioGUNE einen systemischen Ansatz zur Suche nach Genen entwickelt, die Zellen auf molekularer Ebene verjüngen können.
Statt auf das chronologische Alter konzentrierten sich die Wissenschaftler auf das biologische: Sie erstellten ein maschinell lernendes Modell – einen Prädiktor des Transkriptomalters –, das anhand der Daten zur Genexpression in Hautzellen bestimmt, wie „jung“ die molekularen Prozesse erscheinen. Das Modell wurde an Proben von Kindern bis zu älteren Spendern trainiert und anschließend wurden Dutzende Kandidaten auf ihre Fähigkeit getestet, Alterssignaturen in Richtung Jugend zu verschieben.
Unter allen Genen hob sich SRSF1 hervor, das ein Protein kodiert, das an der Prozessierung und am Spleißen von RNA beteiligt ist. Seine Expression ist in jungen Zellen höher; eine künstliche Erhöhung des Spiegels in gealterten menschlichen Zellen versetzte deren Transkriptomprofil in einen deutlich jüngeren Zustand, wobei die Zellen ihre Identität und Funktionalität bewahrten – ein Problem, mit dem viele frühere Ansätze zur Reprogrammierung konfrontiert waren.
Um zu prüfen, ob der Effekt auch außerhalb der Petrischale wirkt, führten die Forscher Experimente an Modellorganismen durch – an alten Würmern und Mäusen. Die induzierbare Expression von SRSF1 verlangsamte die Entwicklung von Gebrechlichkeit und war mit einer Erhöhung der Lebenserwartung um bis zu 14 Prozent verbunden. Dabei verbesserten sich die Werte der biologischen Funktion: Gewebereparatur, Widerstandsfähigkeit und physiologische Aktivität im hohen Alter.
Laut Professor Antonio del Sol, Leiter der Gruppen für computergestützte Biologie am LCSB und am CIC bioGUNE, bestand das Ziel darin, einen Rahmen für die systematische Suche nach Regulatoren des Alterns zu schaffen. „Jetzt haben wir eine Strategie, die es uns ermöglicht, weitere Faktoren zu finden, die helfen werden, die Alterungsprozesse besser zu verstehen und Wege zu finden, um künftig ein gesundes Altern zu fördern“, betont er.
Die Entdeckung von SRSF1 wird als Proof-of-Concept präsentiert: Künftig lässt sich das Modell auf eine größere Zahl von Genen, Signalwegen und Zelltypen ausweiten, darunter auch solche, die von Alterserkrankungen betroffen sind. Die Arbeit wurde in der Zeitschrift Nature Aging veröffentlicht und stützt sich auf Daten aus der internationalen Zusammenarbeit mit Unterstützung spezialisierter Stiftungen.
Somit eröffnet der Ansatz einen Weg zur gezielten Suche nach Interventionen, die Gesundheit und Unabhängigkeit im hohen Alter erhalten können, während zugleich die zelluläre Identität und Funktion bewahrt werden.
