Die Verkürzung der menschlichen Telomere – Kappen, die unsere Chromosomen vor dem Verfall schützen – wurde mit Alterung und Krankheit in Verbindung gebracht. Forscher der Stanford University School of Medicine, Kalifornien, haben nun herausgefunden, dass sie einen Weg gefunden haben, um diese Telomere zu verlängern, was möglicherweise die Tür zu neuen Behandlungsmethoden für viele altersbedingte und genetische Erkrankungen öffnet.
Das Forschungsteam unter der Leitung von John Ramunas, PhD, und Eduard Yakubov, PhD, veröffentlicht ihre Ergebnisse in.
Chromosomen sind fadenförmige Strukturen, die sich am Ende von DNA-Strängen befinden, die all unsere genetische Information enthalten. Telomere schützen unsere Chromosomen davor, während der Zellteilung geschädigt zu werden.
Die Telomere werden jedoch mit jeder Zellteilung kürzer und können einen Punkt erreichen, an dem sie die Chromosomen nicht mehr schützen können, was sie für eine Verschlechterung anfällig macht. Dies führt zu Alterung und Krankheitsentwicklung.
Das Studium von menschlichen Zellen im Labor ist wichtig, um neue Wege zur Behandlung solcher Krankheiten zu finden, aber das Team sagt, dass die Verkürzung der Telomere dies schwierig macht; Es erlaubt nur den Forschern, Zellen über ein paar Divisionen zu überwachen, bevor sie sterben.
Aber jetzt, Ramunas, Yakubov und ihr Team sagen, dass sie einen Weg gefunden haben, die Länge der Telomere zu verlängern, was die Anzahl der menschlichen Zellen erhöhen könnte, die für das Studium zur Verfügung stehen.
Neue Methode erhöhte Telomerlänge um bis zu 10%
Um die Telomerlänge zu erhöhen, verwendete das Team einen modifizierten Typ von Ribonukleinsäure (RNA), die die kodierende Sequenz von TERT enthielt.
TERT ist der aktive Bestandteil der Telomerase – ein Enzym, das von Stammzellen exprimiert wird und die Gesundheit der Telomere bei ihrer Weitergabe an die nächste Generation erhält. Obwohl Stammzellen TERT exprimieren, bemerken die Forscher, dass die meisten anderen Zelltypen dies nicht tun.
In ihrer Studie erklären die Forscher, dass die Einführung von nur drei Anwendungen der modifizierten RNA (so genannte modifizierte TERT-mRNA) in menschlichen Zellen über einige Tage die Telomerlänge um bis zu 10% erhöht. Junge Menschen besitzen Telomere, die etwa 8.000-10.000 Nukleotide lang sind, bemerkt das Team, aber die modifizierte TERT-kodierende RNA erhöhte die Telomerlänge um etwa 1.000 Nukleotide.
Mehr noch, sagen die Forscher, dass menschliche Hautzellen, die mit modifizierter TERT-mRNA behandelt wurden, etwa 28 Mal mehr geteilt wurden als diejenigen, die unbehandelt blieben, während behandelte menschliche Muskelzellen etwa drei weitere Male geteilt wurden.
Ramunas sagt, dass das Team angenehm überrascht war, dass die modifizierte TERT-mRNA die Telomerlänge effektiv erhöhte.
"Frühere Versuche, mRNA-kodierendes TERT zu liefern, verursachten eine Immunantwort gegen Telomerase, die schädlich sein könnte", fügt er hinzu.
"Im Gegensatz dazu ist unsere Technik nicht-immunogen. Vorhandene transiente Methoden zur Verlängerung der Telomere wirken langsam, während unsere Methode innerhalb weniger Tage die Telomerverkürzung umkehrt, die über mehr als ein Jahrzehnt des normalen Alterns auftritt. Dies deutet auf eine Behandlung mit unserer Methode hin könnte kurz und selten sein. "
Erkenntnisse können zu neuen Behandlungen für genetische, altersbedingte Erkrankungen führen
Die Forscher sagen, ihre neue Technik könnte zu neuen Behandlungen für altersbedingte Krankheiten und genetische Erkrankungen führen, die mit Telomerverkürzung verbunden sind, wie Duchenne-Muskeldystrophie – eine ererbte neuromuskuläre Erkrankung, von der schätzungsweise 1 von 3.600 männlichen Säuglingen in den USA betroffen ist.
Co-Autorin Helen Blau ergänzt:
"Jetzt haben wir einen Weg gefunden, menschliche Telomere um bis zu 1000 Nukleotide zu verlängern, indem wir die interne Uhr in diesen Zellen um das Äquivalent von vielen Jahren menschlichen Lebens zurückdrehen. Dies erhöht die Anzahl der für Studien wie Drogentests verfügbaren Zellen erheblich oder Krankheitsmodellierung.
Eines Tages könnte es zum Beispiel möglich sein, bei einem Patienten mit Duchenne-Muskeldystrophie gezielt Muskelstammzellen anzusprechen, um ihre Telomere zu erweitern. Es gibt auch Auswirkungen auf die Behandlung von Alterungszuständen wie Diabetes und Herzerkrankungen. Dies hat wirklich die Türen geöffnet, um alle Arten von möglichen Anwendungen dieser Therapie in Betracht zu ziehen. "
Die Forscher wollen nun untersuchen, wie modifizierte TERT-mRNA andere Arten von menschlichen Zellen beeinflusst.
Im Juni letzten Jahres berichtete eine Studie von der University of California-San Francisco, in der Forscher behaupten, im Gegensatz zu anderen Studien seien längere Telomere mit einem erhöhten Risiko für Hirntumor assoziiert.
