Altern bei Mäusen rückgängig gemacht, nachdem Forscher ein einzelnes Gehirnprotein wiederhergestellt haben

Ein Forscherteam hat ein menschliches Hirnprotein namens Menin bei Labormäusen wieder eingesetzt und erklärt, dadurch seien mehrere Alterungsmarker zurückgebildet worden. Ihre in der Fachzeitschrift PLOS Biology veröffentlichte Arbeit zeigt, dass die Wiederherstellung des Proteins zu mehr Knochenmasse, dickerer Haut sowie besserem Gedächtnis und Denkvermögen führte. Die Studie wurde von Lige Leng von der Universität Xiamen in Xiamen, China, und seiner Gruppe geleitet.

Wissenschaftler haben Hinweise gefunden, die darauf hindeuten, dass Hirnschwellungen, der Stoffwechsel des Körpers und das Altern miteinander zusammenhängen könnten. Die Studie macht zudem deutlich, dass Nahrungsergänzungsmittel gründlich getestet werden müssen, bevor behauptet wird, sie könnten den Alterungsprozess rückgängig machen.

Wie ein Hirnprotein das Altern beeinflusst

Dieser winzige Teil des Gehirns steuert, wie der Körper Energie nutzt, und reguliert andere lebenswichtige Prozesse. Möglicherweise beeinflusst er auch, wie der Körper altert. Wenn dort entzündliche Signale zunehmen, können sie Veränderungen im Gehirn selbst sowie in Geweben im übrigen Körper auslösen.

Vor dem Bericht von 2023 entdeckten Leng und ihr Team, dass Menin dabei hilft, Entzündungen im Hypothalamus zu kontrollieren. Das veranlasste die Forscher zu der Frage, ob eine Verringerung dieses Schutzmechanismus zum Beginn altersbedingter Verschlechterung beitragen könnte.

Die Menin-Werte sanken mit dem Alter in bestimmten Neuronen im ventromedialen Hypothalamus, einer Region, die mit der Stoffwechselregulation verbunden ist. Astrozyten und Mikroglia, Zelltypen, die das Gehirn unterstützen und schützen, zeigten denselben Rückgang nicht. Dieser Kontrast deutete auf eine selektive Veränderung hin, die auf bestimmte Zellen beschränkt war, statt auf einen allgemeinen Verlust in der gesamten Region.

Die Wissenschaftler wollten sehen, ob das Entfernen von Menin das Altern verursachen könnte, und erzeugten daher Mäuse, bei denen Menin nach Belieben entfernt werden konnte. Diese Tiere waren so verändert worden, dass Menin ihnen entzogen werden konnte. Wurde Menin bei jungen Mäusen reduziert, verursachte dies Entzündungen in der mit dem Altern verbundenen Hirnregion sowie mehrere mit dem Älterwerden verbundene Merkmale: weniger Knochenmasse, dünnere Haut, einen Rückgang der geistigen Leistungsfähigkeit und eine um ein geringes Maß verkürzte Lebensspanne.

Die D-Serin-Verbindung

Das Fehlen von Menin beeinträchtigte auch einen chemischen Signalweg, der für die Kommunikation zwischen Nervenzellen unerlässlich ist. Bei Mäusen mit verringerten Menin-Mengen waren die Spiegel von D-Serin niedriger, einer Aminosäure, die an der Aktivierung von Rezeptoren mitwirkt, die mit Lernen und Gedächtnis verbunden sind. Diese Rezeptoren helfen Neuronen dabei, die Stärke ihrer Verbindungen anzupassen, was notwendig ist, um Informationen festzuhalten.

Die Aktivität eines Enzyms, das mit der D-Serin-Produktion zusammenhängt, sank, wodurch das Angebot dieser Aminosäure verringert wurde. Dies veranlasste die Forscher zu dem Schluss, dass Menin die Kognition möglicherweise nicht nur über Entzündungen prägt; es könnte auch dazu beitragen, das chemische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, das die Signalübertragung im Gehirn stützt.

Serin kommt natürlicherweise in Lebensmitteln wie Sojabohnen, Eiern, Fisch und Nüssen vor, allerdings in der als L-Serin bekannten Form. Nahrungsergänzungsmittel verwenden manchmal D-Serin, doch die beiden Formen von Serin sind nicht austauschbar. Der Körper kann L-Serin in D-Serin umwandeln, aber der Verzehr dieser Lebensmittel liefert nicht dasselbe wie eine experimentelle D-Serin-Behandlung.

Wiederherstellung von Menin bei älteren Mäusen

Als Nächstes untersuchten die Wissenschaftler, ob eine Erhöhung der Menin-Spiegel älteren (20 Monate alten) Mäusen zugutekommen würde. Zu diesem Zweck fügten sie das Gen für Menin in den Hypothalamus ein, wodurch die Zellen dort mehr von dem Protein produzierten.

Dreißig Tage nach der Behandlung zeigten die Tiere Zuwächse sowohl bei der Hautdicke als auch bei der Knochenmasse, zusammen mit stärkeren Ergebnissen bei Tests zu Lernen, Kognition und Gleichgewicht. Diese Veränderungen gingen mit erhöhten D-Serin-Spiegeln im Hippocampus einher, der eine zentrale Rolle bei Lernen und Gedächtnis spielt. Die Forschung ergab außerdem, dass die Wiederherstellung von Menin die Lebensspanne in der behandelten Gruppe verlängerte.

Die Forscher führten eine separate Studie durch, bei der Mäuse über drei Wochen mit D-Serin versetztes Wasser tranken. Dieses Regime steigerte die kognitive Leistung, sogar bei älteren Tieren. Dennoch erreichte das Supplement nicht die umfassenderen Verbesserungen der körperlichen Alterungsmerkmale, die durch die Wiederherstellung von Menin bewirkt wurden. Der Unterschied ist entscheidend: Die Studie zeigte nicht, dass der Verzehr von D-Serin das Altern im gesamten Körper umkehrte.

Damals beschrieb Leng die mögliche Bedeutung der Ergebnisse:

„Wir vermuten, dass der Rückgang der Menin-Expression im Hypothalamus mit dem Alter einer der treibenden Faktoren des Alterns sein könnte, und Menin könnte das Schlüsselprotein sein, das die genetischen, entzündlichen und metabolischen Faktoren des Alterns verbindet. D-Serin ist ein potenziell vielversprechendes Therapeutikum gegen kognitiven Abbau.“

Leng fügte die Bemerkung hinzu: „Der Menin-Signalweg im ventromedialen Hypothalamus (VMH) war bei gealterten Mäusen vermindert, was zu systemischen Alterungsphänotypen und kognitiven Defiziten beiträgt. Die Wirkungen von Menin auf das Altern werden durch neuroinflammatorische Veränderungen und Signalwege des Stoffwechsels vermittelt, begleitet von einem Serinmangel im VMH, während die Wiederherstellung von Menin im VMH altersbedingte Phänotypen umkehrte.“

Was spätere Forschung ergänzt hat

Spätere Forschung hat ähnliche Mechanismen untersucht, wenngleich dies nicht als direkte Bestätigung des gesamten Menin-Alterungswegs verstanden werden sollte. Eine Studie erschien im März 2024 im Journal of Physiology and Biochemistry und untersuchte Menin in kultivierten Hippocampus-Zellen von Mäusen.

Das Versprechen der Menin-Wiederherstellung

Die Forschung zum gesunden Altern hat ein vielversprechendes Ziel gefunden. Mäuse erlangten mehrere Aspekte der Jugend zurück, nachdem ein einzelnes Gehirnprotein wiederhergestellt worden war, darunter Knochenmasse, Hautdicke und kognitive Funktion. Die Verbindung zu D-Serin deutet darauf hin, dass die Erhaltung einer normalen Signalchemie des Gehirns ein Weg sein könnte, um vor altersbedingtem Abbau zu schützen.

Die Ergebnisse deuten nicht auf Nahrungsergänzungsmittel als Lösung hin. Als Mäusen D-Serin verabreicht wurde, verbesserte sich die Kognition, doch die umfassenderen Zugewinne, die nach der Menin-Wiederherstellung beobachtet wurden, wurden nicht reproduziert. Dies zeigt, dass die Einnahme einer Pille nicht die Reparatur der zugrunde liegenden Biologie ersetzen kann.

Diese Forschung unterstreicht die Notwendigkeit einer vorsichtigen Interpretation. Nahrungsergänzungsmittel werden häufig als Heilmittel gegen das Altern angepriesen, doch die Beweise, die diese Behauptungen stützen, bleiben meist hinter dem Hype zurück. Die Studie zeigt den Grund: Eine Therapie, die ein Merkmal fördert, kann andere Eigenschaften unberührt lassen.

Eine kleine Region des Gehirns, die den Stoffwechsel steuert, scheint als Kontrollpunkt für das Altern im gesamten Körper zu dienen. Experimente an Mäusen zeigen, dass Gedächtnisprobleme, dünner werdende Haut und abnehmende Knochenmasse – Zustände, die sonst unabhängig erscheinen mögen – tatsächlich einen gemeinsamen Ursprung im ventromedialen Hypothalamus haben.

Bevor diese Ergebnisse auf Menschen angewendet werden, muss die Existenz des Signalwegs in humanen Studien bestätigt werden. Die bisherigen Ergebnisse sind vielversprechend.

Quellenmaterial: „Scientists restore a brain protein and reverse signs of aging in mice“, ScienceDaily.