Schweizer Forschende haben herausgefunden, warum gewisse Organe schneller altern als andere. Sie hoffen, mit ihren Erkenntnissen den Alterungsprozess verlangsamen zu können. Gemäß der Studie von Forschenden der Universitäten Genf und Bern sowie des Inselspitals Bern liegt der Grund darin, dass die Fehlerkontrolle nicht in allen Zellen gleich regelmäßig durchgeführt wird. Die Studie wurde am Dienstag in der Fachzeitschrift "Cell" veröffentlicht.

Grundsätzlich erklären viele Wissenschafterinnen und Wissenschafter den Prozess des Alterns damit, dass sich Defekte in der DNA ansammeln. Organe wie die Haut und der Darm, die ihre Zellen häufig erneuern, altern dabei aber langsamer als solche, die seltener Zellteilung und Regeneration erfahren, wie etwa die Leber oder die Niere, wie die beteiligten Universitäten in einer Mitteilung zur Studie erklärten. Bisher war unklar, warum.

Grund liegt in spezifischen Bereichen der DNA

Die Forschenden zeigten nun anhand von Mäuse-Lebern, dass der Grund für die Unterschiede in versteckten Defekten in spezifischen Bereichen der DNA liegt. Die DNA besteht aus zwei Bereichen: Bereiche, die Informationen für die Herstellung von Proteinen enthalten (Protein-codierend), und jenen, die das genetische Material regulieren oder organisieren (nicht-Protein-codierend).

Da Zellen ständig durch verschiedenste Faktoren geschädigt werden, verfügen sie über Reparatursysteme, die Ansammlungen von Defekten in der DNA verhindern. In den protein-codierenden Bereichen werden solche Defekte entdeckt, wenn Gene aktiviert werden, um Proteine herzustellen. In den nicht-Protein-codierenden Bereichen werden Schäden bemerkt, wenn Zellen sich teilen und ihre DNA kopieren.

Haut oder Darm erneuern sich schneller wie Leber oder Nieren

In Gewebe wie der Haut oder Darm, die in ständigem Kontakt mit der Außenwelt stehen, erneuern sich die Zellen und damit ihre DNA dabei viel häufiger als in inneren Organen wie der Leber oder den Nieren. Während es bei der Haut und dem Darm ein- oder zweimal pro Woche zu einer Erneuerung der Zellen kommt, teilen sich die Zellen von Leber oder Nieren nur ein paar Mal pro Jahr.

In Zellen, die über einen langen Zeitraum inaktiv waren, sammeln sich so viele versteckte DNA-Defekte in den nicht-codierenden Bereichen an. In schnell wachsenden Geweben kommt es hingegen dank der häufigen Zellerneuerung kaum zu einer Ansammlung von Defekten.

Die hohe Anzahl von Defekten löst dann ein Alarmsystem aus, das verhindert, dass DNA kopiert wird. Diese Hemmung der DNA-Replikation hindert die Zellvermehrung, was zu einer Beeinträchtigung der Zellfunktionen und zur Alterung des Gewebes führt.

An diesem Punkt wollen die Forschenden nun ansetzen: "Unser Modell legt nahe, dass durch die Reparatur versteckter DNA-Defekte vor dem Auslösen der Replikation bestimmte Aspekte der Alterung möglicherweise vermieden werden könnten. Unsere weitere Forschung sich auf diese neue Arbeitshypothese konzentrieren", wurde Thanos Halazonetis von der Universität Genf in der Mitteilung zitiert.

Service - Fachartikelnummer DOI: 10.1016/j.cell.2024.08.034