Warum die Arterien von Delfinen nicht altern – und was das für uns bedeutet
Von der EU geförderte Forschende untersuchen, wie die Arterien von Delfinen im Alter gesund bleiben, in der Hoffnung, neue Wege zur Verbesserung der Herz-Kreislauf-Gesundheit beim Menschen zu finden.
Während sie in ihrer Doktorarbeit die Todesursachen großer Wale erforschte, wurde Yara Bernaldo de Quirós auf die Tatsache aufmerksam, dass diese Meeressäuger nicht an Arteriosklerose oder anderen altersbedingten Arterienerkrankungen leiden. Als Taucherin wusste sie sehr genau, wie sich das Tauchen auf die Funktion der Arterien auswirkt. Jeder Tauchgang löst schnelle Veränderungen im Blutfluss und im Sauerstoffgehalt aus, die die Arterien im Laufe der Zeit belasten können.
„Was wäre, wenn die evolutionären Anpassungen an das Tauchen tatsächlich die Arterien der Wale vor dem Altern schützen? Das könnte teilweise erklären, warum diese Säugetiere eine so lange Lebensdauer erreichen“, sagte Bernaldo de Quirós, heute Biologin an der Universität von Las Palmas de Gran Canaria in Spanien.
Vorbeugung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen
Um diesen Gedankenansatz weiter zu untersuchen, wandte sie sich an Professor Douglas Seals, einen führenden Experten für Herz-Kreislauf- und Arterienalterung an der University of Colorado Boulder in den Vereinigten Staaten. Er erkannte sofort das Potenzial ihrer Hypothese. Ihre Zusammenarbeit führte zu einer dreijährigen Forschungsinitiative namens „Arterial Aging“, die durch eine Förderung durch das Programm der Marie Skłodowska-Curie-Maßnahmen der EU finanziert wurde.
Im Mittelpunkt des Projekts steht eine faszinierende Idee. Meeressäuger, die sich über Millionen von Jahren entwickelt haben, um den extremen Druck des Tieftauchens zu überstehen, haben möglicherweise natürliche Mechanismen entwickelt, die ihre Arterien vor Alterung schützen. Sollte sich dies bestätigen, könnte die Entdeckung wichtige Auswirkungen auf die Prävention von Herz-Kreislauf-Erkrankungen beim Menschen haben.
„Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind die häufigste natürliche Todesursache in Europa, und das Altern ist der wichtigste nicht veränderbare Risikofaktor. Sie können Ihre Ernährung verbessern oder mehr Sport treiben, aber Sie können das Altern nicht aufhalten“, sagte Bernaldo de Quirós, der von Juni 2021 bis Mai 2024 die von der EU geförderte Forschungsinitiative koordinierte. Da die Arterienfunktion mit zunehmendem Alter unweigerlich abnimmt, könnte die Suche nach Möglichkeiten, diesen Prozess zu verhindern oder zu verlangsamen, der Schlüssel zur Verringerung des Risikos für Herz-Kreislauf-Erkrankungen sein.
Eine neue Methode
Um diese Hypothese zu überprüfen, entwickelten Bernaldo de Quirós und ein Team an der University of Colorado Boulder eine neue Methode, um zu untersuchen, wie Blut die Arterien beeinflusst. Sie setzten isolierte Halsschlagadern von jungen und alten Mäusen Blutseren aus verschiedenen Quellen aus, um die Auswirkungen auf die Arterienfunktion zu beobachten. Als ersten Schritt testete das Team die Effekte von Blutserum von Mäusen.
„Nachdem junge Arterien dem Blutserum einer alten Maus ausgesetzt worden waren, zeigten junge Arterien eine Funktionsminderung, die im Wesentlichen dem Verhalten alter Arterien entsprach“, erklärte Bernaldo de Quirós. Interessanterweise traf auch das Gegenteil zu. Wurden alte Arterien mit dem Blutserum junger Mäuse inkubiert, verbesserte sich ihre Funktion, sodass sie sich verhielten, als wären sie jünger.
Die Biologin führte anschließend dasselbe Experiment mit menschlichem Blutserum durch, was zu ähnlichen Ergebnissen führte. Dies bestätigte, dass Faktoren im zirkulierenden Milieu – also Moleküle im Blutkreislauf, seien sie nun nützlich (z. B. Antioxidantien) oder schädlich (z. B. entzündungsfördernde Verbindungen) – eine wichtige Rolle für die Gesundheit der Arterien spielen.
In der letzten und entscheidenden Phase des Projekts untersuchte Bernaldo de Quirós das Blutserum von Großen Tümmlern – einer der am besten zugänglichen und am besten erforschten Walarten – verschiedener Altersgruppen. „Anders als bei Maus- und Menschenserum blieb die Arterienfunktion mit dem Serum von Großen Tümmlern durchweg gut. Selbst wenn Arterien älterer Mäuse mit dem Serum älterer Delfine inkubiert wurden, behielten sie ihre gesunde Funktion bei“, erklärte sie.
Die Ergebnisse wurden von der American Physiological Society als „bahnbrechend“ bezeichnet. „Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass das Blut älterer Delfine jugendliche, biologisch aktive Faktoren bewahrt“, sagte Seals.
Neue Forschungsansätze
„Ein zentrales Ziel künftiger Forschung ist es, die spezifischen Faktoren zu identifizieren, die für diesen Effekt verantwortlich sind“, so Seals. Der genaue Grund, warum Delfinserum diese schützende Wirkung hat, ist derzeit noch unbekannt. Liegt es an bestimmten nützlichen Molekülen, die die Arterienfunktion unterstützen? Oder könnte es am Fehlen schädlicher Verbindungen liegen, die typischerweise zur Alterung beitragen?
„Wir wollen eine groß angelegte Studie zu den im Blut vorhandenen Proteinen sowie zu den Proteinen durchführen, die von den Arterien nach der Inkubation mit verschiedenen Seren produziert werden, um die zugrunde liegenden Mechanismen zu identifizieren“, kündigte Bernaldo de Quirós an. Um diese Forschung weiter voranzutreiben, arbeitet er nun mit Professorin Laura Muiño Mosquera zusammen, außerordentliche Professorin für pädiatrische Kardiologie und Kardiogenetik an der Universität Gent in Belgien.
Seit Jahren forscht Muiño Mosquera zum Marfan-Syndrom, einer Erkrankung, die durch vorzeitige oder beschleunigte Arterienalterung gekennzeichnet ist. „Wir hoffen, dass die Kombination beider Forschungsansätze dazu beitragen wird, zentrale Mechanismen der Arterienalterung aufzudecken und mögliche Strategien zu ihrer Vorbeugung zu entwickeln“, so Bernaldo de Quirós.
Ein tieferer Blick in die Prävention
Mit den derzeit auf den Kanarischen Inseln laufenden Experimenten und der fortschreitenden Probenentnahme in Belgien legen die Forscher den Grundstein für eine größere internationale Studie. Bestätigen die ersten Ergebnisse ihre anfänglichen Erkenntnisse, planen Bernaldo de Quirós und Muiño Mosquera zusätzliche EU-Forschungsgelder zu beantragen, um die Zusammenarbeit zu intensivieren.
Ihr Ziel ist es, herauszufinden, was die Arterien von Delfinen jung hält, und dieses Wissen zur Bekämpfung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen beim Menschen anzuwenden. „Das ist erst der Anfang“, sagte Bernaldo de Quirós. „Wenn wir die natürlichen Mechanismen verstehen, die Delfine vor der Arterienalterung schützen, könnten wir eines Tages auch neue Wege zum Schutz der menschlichen Gesundheit entwickeln.“
Von Jessica Berthereau
Weitere Informationen
Die Finanzierung der für diesen Artikel erforderlichen Forschung erfolgte über das Programm der Marie Skłodowska-Curie-Maßnahmen (MSCA) der EU. Die Ansichten der Befragten spiegeln nicht unbedingt die Ansichten der Europäischen Kommission wider. Dieser Artikel wurde ursprünglich in Horizon, dem EU-Magazin für Forschung und Innovation, veröffentlicht.