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Medizin – 24.04.2017

Alterungsprozess: Protein mit Anti-Aging-Akti­vität entdeckt

Der Traum vom Jungbrunnen lässt sich bisher noch nicht verwirklichen, auch nicht mit CHIP. /lassedesignen, stock.adobe.com

Köln/Bonn – Nicht nur der Lebenswandel entscheidet darüber, wie lange Menschen leben, sondern auch Insulinrezeptoren. Wird ihr Abbau in der Zelle nicht über Proteine reguliert, kann das die Lebenserwartung reduzieren. Ein Forscherteam der Universitä­ten Köln und Bonn hat ein entscheidendes Abbauprotein entdeckt, das den Alterungs­prozess auf diesem Weg beeinflusst: CHIP. Fehlt dieses Protein, altern Fadenwürmer und menschliche Zelllinien frühzeitig. Die Ergebnisse wurden in Cell veröffentlicht (2017; doi: 10.1016/j.cell.2017.04.003).

CHIP-Mechanismus

Zellen unter Stress (fehlerhafte und beschädigte Proteine kommen vermehrt im Alter vor.)

  • CHIP markiert falsch gefaltete Proteine mit Ubiquitin, sodass sie abgebaut werden können
  • Insulinrezeptor aktiv
  • Alterungprozess schreitet schneller voran

Zellen ohne Stress

  • CHIP kann Insulinrezeptoren mit Ubiquitin markieren und so die Menge der Rezeptoren über den Abbau regulieren.
  • Insulinrezeptor weniger aktiv
  • Alterungsprozess verlangsamt

Früh in der Evolution wurden Zuckerauf­nahme und die Regulation der Lebens­spanne miteinander verknüpft. Entschei­dend ist dabei das Hormon Insulin. Es senkt den Blutzuckerspiegel, wenn es an seinen Rezeptor auf der Zelloberfläche bindet. Gleichzeitig werden Prozesse zur Stressbewältigung und zum Überleben heruntergefahren.

In Zeiten guter Nahrungsversorgung erscheinen sie dem Organismus als überflüssig. Langfristig reduziert dies jedoch die Lebenserwartung. Genetisch veränderte Labortiere, bei denen der Insulinrezeptor nicht mehr funktioniert, leben tatsächlich länger als jene mit funktionstüchtigem Insulinrezeptor.

Die Studienautoren konnten jetzt die Frage beantworten, wie der Insulinrezeptor in Schach gehalten wird, um den Alterunsgprozess nicht zu beschleunigen. Das Protein CHIP spielt dabei eine entscheidende Rolle. Es markiert Insulinrezeptoren mit Ubiquitin, was dazu führt, dass der Rezeptor abgebaut wird. Durch diesen Prozess reguliert die Zelle die Lebenserwartung und CHIP entfaltet eine Anti-Aging-Aktivität. „CHIP erfüllt diese Funktion sowohl im Fadenwurm als auch in Fruchtfliegen und beim Menschen. Das macht das Protein so interessant für uns“, erklärt Thorsten Hoppe, einer der beiden Hauptautoren der Studie vom Exzellenzcluster CECAD der Universität zu Köln.

Wenn CHIP fehlt, ist frühzeitiges Altern die Folge

Die Befunde waren für die Forscher zunächst überraschend, da man CHIP bislang mit anderen Abbauvorgängen in Verbindung gebracht hatte. CHIP entsorgt fehlerhafte und beschädigte Proteine, die vermehrt im Alter auftreten und deren Anhäufung zu Demenz und Muskelschwächen führt. Tatsächlich stellten die Forscher solche degenerativen Erkrankungen im Fadenwurm und in menschlichen Zellen nach und beobachteten, dass dann nicht mehr genug CHIP für den Abbau des Insulinrezeptors zur Verfügung steht. Mehr Insulinrezeptoren und frühzeitiges Altern waren die Folge.

Lässt sich der Traum vom Jungbrunnen verwirklichen und das Leben verlängern, indem Forscher Zellen dazu bringen, mehr CHIP zu bilden? „So einfach ist es leider nicht“, sagt Hauptautor Jörg Höhfeld vom Institut für Zellbiologie der Universität Bonn. Bei zu viel CHIP werden auch unbeschädigte Proteine dem Recycling zugeführt und so der Orga­nismus geschwächt. Die Forscher sind aber bereits Mechanismen auf der Spur, die CHIP gerade beim Abbau des Insulinrezeptors kontrollieren und die eines Tages auch für neue Therapien nutzbar sein könnten.

© gie/idw/aerzteblatt.de

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