Das Altern ist die größte Einzelursache menschlichen Leidens. Es mag kontraintuitiv klingen, aber es macht Sinn, wenn man es gründlich durchdenkt:Alle der größten Killer der modernen Welt, von Krebs über Herzkrankheiten bis hin zu Demenz, betreffen ältere Menschen viel häufiger als jüngere.
Wir haben es sogar beim Coronavirus gesehen, bei dem die ältesten Patienten hundertmal häufiger an der Krankheit sterben als Kinder oder junge Erwachsene.
Wenn Sie alles zusammenzählen, sind über 100.000 von den 150.000 Todesfällen, die jeden Tag auf der Erde passieren, auf das Altern zurückzuführen. Todesfällen durch Probleme wie Herzkrankheiten gehen Jahre des körperlichen Verfalls, des Verlustes der Unabhängigkeit usw. voraus.
Und dann sind da noch die Probleme, die wir nicht als Krankheiten auflisten:die Gebrechlichkeit, die Vergesslichkeit, die Inkontinenz … Wenn man all dieses Leiden von Milliarden von Menschen zusammenzählt, kommt nichts anderes dem nahe.
Also, anstatt diese einzelnen Probleme einzeln anzugehen, warum nicht nach dem eigentlichen Preis suchen:dem Alterungsprozess, der sie verursacht?
Ich denke, das ist die aufregendste Idee der modernen Medizin – deshalb habe ich ein Buch darüber geschrieben mit dem Titel Ageless:The New Science Of Getting Older Without Getting Old . Um Ihren Appetit anzuregen, sind dies die Top 10 Durchbrüche, die beweisen, dass diese Idee keine Science-Fiction ist – von den Entdeckungen der Vergangenheit bis zur Spitzenwissenschaft der Gegenwart.
1Diäteinschränkung
In Zehntausenden von Jahren der Menschheitsgeschichte schien das Altern unvermeidlich. Dieses Dogma wurde jedoch durch Experimente an Ratten in den 1930er Jahren umgeworfen. Der Wissenschaftler Clive McCay fand heraus, dass Ratten, die wesentlich weniger als normal gefüttert wurden, viel länger leben konnten als ihre Landsleute, deren Nahrung nicht rationiert war. Und, was entscheidend ist, sie hatten ihre Zeit als Rattengeriatrie nicht verlängert – sie taten dies, indem sie länger jung blieben und die Krankheit und Gebrechlichkeit des Alters hinauszögerten.
Ob dieses Phänomen bei größeren und langlebigeren Tieren wie vor allem Menschen funktioniert, bleibt etwas ungewiss. Außerdem berichten Leute, die es mit Ernährungseinschränkungen versuchen, dass der Hunger unerbittlich ist, also bin ich mir nicht sicher, ob sogar ein paar gesunde Jahre mehr den Kompromiss wert sind! Diese langlebigen, hungrigen Ratten verdienen jedoch einen besonderen Platz in der Geschichte der Alternsforschung, weil sie uns gezeigt haben, dass eine Verlangsamung des Alterns möglich ist.
Und als Bonus arbeiten Forscher an Medikamenten, die eine „Diätrestriktion nachahmen“, wie Rapamycin oder Metformin, die die Wirkung von weniger Essen nachahmen könnten, aber ohne die ständigen Hungerattacken.
2Vernachlässigbare Alterung
Alt werden mag wie eine Tatsache des Lebens erscheinen. Es erscheint auf den ersten Blick eher wie ein allmählicher Verschleißprozess, der sowohl für von Menschenhand geschaffene Maschinen als auch für die biologische Maschinerie der Lebewesen unvermeidlich ist. Wenn wir uns jedoch im Tierreich umsehen, können wir sehen, dass es kein biologisches Gesetz gibt, das das Altern vorschreibt.
Ich habe erwähnt, dass sich das Todesrisiko der Menschen alle acht Jahre verdoppelt. Einige Tiere besitzen jedoch eine „vernachlässigbare Seneszenz“ – Seneszenz ist der wissenschaftliche Begriff für das Altern. Einige Arten von Schildkröten, Salamandern, Fischen und einigen anderen Tieren haben ein Todesrisiko, das nicht von ihrem Alter abhängt. Nach dieser Definition altern sie nicht.
Mit den geeigneten Anreizen kann die Evolution Organismen mit Mechanismen ausstatten, um kaputte Zellen und Moleküle zu reparieren und das Unreparierbare loszuwerden und zu ersetzen. Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass die Wissenschaft es nicht auch für Menschen möglich machen könnte.
3Die Kennzeichen des Alterns
Ernährungseinschränkung und vernachlässigbare Alterung zeigen uns, dass es theoretisch möglich ist, das Altern zu verlangsamen oder sogar zu stoppen, aber wie können wir es in der Praxis erreichen?
Geben Sie die Kennzeichen der Alterung ein. Dieser Rahmen wurde 2013 vorgeschlagen und enthält eine Liste der biologischen Grundlagen des Alterungsprozesses – die Ursachen für alles, von Falten bis hin zu Krebs.
Ein Framework klingt vielleicht nicht nach einem Durchbruch, ist es aber wirklich. Nach jahrzehntelangen Theorien und Gegentheorien gibt es endlich eine wissenschaftliche Einigkeit darüber, was Alterung verursacht, und das bedeutet, wenn wir lernen können, diese Kennzeichen zu verlangsamen, zu stoppen oder umzukehren, können wir das Gleiche mit dem Alterungsprozess insgesamt tun.
Tatsächlich folgen die übrigen Durchbrüche auf dieser Liste genau diesem Ansatz:Verlangsamen oder Stoppen des Fortschreitens eines dieser Merkmale und damit der Alterung insgesamt.
4Telomerase
In unseren Zellen ist unsere DNA in 46 Längen aufgeteilt, die als Chromosomen bekannt sind. An jedem der beiden Enden dieser Chromosomen befindet sich eine schützende Region, die als Telomer bekannt ist. Ihre Telomere werden im Laufe Ihres Lebens kürzer, und Menschen mit für ihr Alter kürzeren Telomeren haben ein erhöhtes Risiko für Alterskrankheiten und sterben früher als Menschen mit längeren.
Glücklicherweise gibt es ein Enzym namens „Telomerase“, das Ihre Telomere verlängern kann. In den späten 1990er Jahren war Telomerase als mögliche lebensverlängernde Therapie ein Thema – bis Wissenschaftler herausfanden, dass Mäuse, denen mehr davon verabreicht wurde, ein erheblich erhöhtes Krebsrisiko hatten.
Die Forschung der letzten Jahre hat uns jedoch gezeigt, dass Sie, solange Sie die Telomerase vorübergehend einschalten, die Telomere scheinbar auffüllen können, ohne das Krebsrisiko zu erhöhen. Mäuse, denen diese Behandlung verabreicht wurde, leben länger und haben eine höhere Knochendichte und eine bessere Kontrolle ihres Blutzuckers.
5Verjüngung der Thymusdrüse
Direkt hinter Ihrem Brustbein und vor Ihrem Herzen befindet sich – oder je nach Alter, in dem Sie dies lesen – ein kleines Organ namens Thymus, das für die Produktion von Immunzellen verantwortlich ist. Der Rückgang der Thymusdrüse ist einer der Gründe, warum wir mit zunehmendem Alter anfälliger für Infektionen werden, wie sich daran zeigt, dass ältere Menschen häufiger an Grippe und Coronavirus sterben.
Die gute Nachricht ist, dass wir mehrere Ideen haben, um den Rückgang der Thymusdrüse umzukehren, von Gentherapien und Stammzellen bis hin zu Hormonen und Medikamenten. Eine Studie mit einem hormonellen Ansatz für das Nachwachsen des Thymus gelang es nicht nur, seine Größe und die Anzahl neuer Immunzellen bei den Teilnehmern zu erhöhen. Es schien sie auch insgesamt biologisch jünger zu machen, gemessen an ihrer „epigenetischen Uhr“ (auf die wir gleich noch zu sprechen kommen).
Oft sind die Auswirkungen einer Behandlung auf das Altern insgesamt größer als das enge Ziel, das sie zu beeinflussen versucht – aber es ist besonders erstaunlich, dass die Revitalisierung eines so kleinen Organs unsere gesamte biologische Uhr zu beeinflussen scheint.
6Induzierte pluripotente Stammzellen
Diese könnten in vielen Bereichen der Medizin zu den Top 10 gehören, aber induzierte pluripotente Stammzellen (kurz:iPSCs) haben besonderes Potenzial im Bereich der Alterungsbiologie.
Diese Zellen werden hergestellt, indem normale Körperzellen genommen und ein Cocktail aus vier verschiedenen Genen verwendet werden, damit sie sich in jede Art von Zelle verwandeln können, die sich Forscher ausdenken können – oder, hoffentlich in nicht allzu ferner Zukunft, jede Art von Zelle, die ein Arzt hat muss Zellen auffüllen, die aufgrund von Unfällen, Verletzungen oder dem Alterungsprozess verloren gegangen sind.
Die wahrscheinlich fortschrittlichste Erkenntnis besteht darin, iPSCs in frische Augenzellen zu verwandeln, um diejenigen zu ersetzen, die bei einer Krankheit namens altersbedingter Makuladegeneration verloren gegangen sind, aber es könnte nicht lange dauern, bis wir sie gegen Parkinson, Arthritis und Thymusschrumpfung (wie wir gerade erwähnt haben) einsetzen ) und sogar neue Zähne zu machen, um die zu ersetzen, die im Laufe unseres Lebens durch Karies verloren gegangen sind.
7Das Amish-Gen
Mitte der 1980er Jahre wurde ein Mädchen aus der Amish-Gemeinde der alten Ordnung in Indiana ins Krankenhaus eingeliefert, nachdem eine leichte Kopfverletzung nicht aufhören wollte zu bluten. Sie überlebte und begann eine Kette genetischer Detektivarbeit, die schließlich zu einer der erstaunlichsten Entdeckungen in der Genetik der Langlebigkeit führte.
Sie hatte eine Mutation in beiden Kopien eines Gens namens SERPINE1, das für die Blutgerinnung benötigt wird. Es stellte sich heraus, dass viele andere Mitglieder dieser Gemeinschaft, einschließlich ihrer beiden Elternteile, eine einzige Kopie dieser Mutation hatten.
Nur eine mutierte Kopie scheint ihnen keine Blutgerinnungsprobleme zu bereiten. Als die Forscher jedoch den Stammbaum der Amish der alten Ordnung durchgingen, entdeckten sie etwas Bemerkenswertes:Menschen mit einer Kopie des mutierten SERPINE1 hatten eine bessere Herzgesundheit, weniger Diabetes und lebten volle 10 Jahre länger als diejenigen ohne.
Jahrzehntelang dachten Biologen, dass das Altern ein zu komplizierter Prozess sei, als dass einzelne Gene seinen Verlauf dramatisch verändern könnten. Diese Forschung beweist, dass diese Vorstellung falsch ist, und gibt Hoffnung, dass die Ausrichtung auf einzelne Gene – einschließlich dieses – für den Rest von uns ein Weg zu einem längeren, gesünderen Leben sein könnte.
8Epigenetische Uhren
Epigenetik ist der Sammelbegriff für eine Reihe chemischer Fähnchen, die an unserer DNA haften. Dies ist ein heißes Forschungsthema und wird seit Jahrzehnten untersucht, aber was für Wissenschaftler eine große Überraschung war, war, dass die Beobachtung, wie sich Ihre Epigenetik verändert, uns unglaublich genaue Schätzungen Ihres Alters liefern kann.
Die erste „epigenetische Uhr“, die auf dieser Idee basiert, könnte innerhalb weniger Jahre vorhersagen, wie alt jemand ist. Noch krankhafter, wenn Ihr „epigenetisches Alter“ höher ist als Ihr chronologisches Alter, können Sie damit rechnen, krank zu werden und früher zu sterben als jemand, dessen epigenetisches Alter niedriger ist als die Anzahl der Kerzen auf seinem Geburtstagskuchen.
Das Aufregende daran sind nicht seine morbiden Vorhersagen – es wird uns ermöglichen, viel schneller Experimente mit allen Anti-Aging-Behandlungen durchzuführen, die wir diskutieren.
Anstatt den Studienteilnehmern ein neues Medikament zu geben und sie für ein Jahrzehnt wegzuschicken, um zu sehen, wie viele von ihnen sterben, was lange dauert und sehr teuer ist, könnten wir einfach ein paar Monate später eine epigenetische Altersmessung vor und nach durchführen .
Dies würde das Testen dieser neuen Behandlungen viel schneller und billiger machen, was, wenn wir so viele Ideen für potenzielle Behandlungen haben, die getestet werden müssen, unseren Fortschritt gegen den Alterungsprozess massiv beschleunigen wird.
9Intermittierende Neuprogrammierung
Ein unerwarteter Nebeneffekt der iPSC-Forschung ist, dass dieselben vier Gene, die es einer Zelle ermöglichen, sich in jede andere Art von Zelle zu verwandeln, auch ihre epigenetische Uhr zurückdrehen. Der als zelluläre Reprogrammierung bekannte Prozess scheint Zellen biologisch jünger zu machen.
Es funktioniert auch bei ganzen Tieren, solange es nur intermittierend durchgeführt wird. Kontinuierliche Neuprogrammierung verwandelt Zellen wieder in iPSCs, und das ist eine schlechte Nachricht, da iPSCs an sich nicht viel nützen, sondern nur für das, was sie werden können. Beispielsweise verfügt ein iPSC in Ihrem Herzen nicht über die Fähigkeiten, Blut zu pumpen, sodass das Ersetzen einer großen Anzahl Ihrer Zellen durch iPSCs zu einem voreiligen Untergang führen würde.
Wenn Sie jedoch nur ein wenig umprogrammieren – genug, um die biologischen Uhren der Zellen um Jahre zu verkürzen, ohne sie jedoch wieder vollständig zu Stammzellen zu machen – können Sie den Körper als Ganzes verjüngen.
Experimente an Mäusen haben gezeigt, dass sie länger leben und ihre Gesundheit verbessern können und dass sich beschädigte Sehnervenzellen regenerieren können, was normalerweise nur im Mutterleib möglich ist. Wenn wir diese Idee sicher in eine Therapie für Menschen umsetzen können, könnten wir hoffen, auch unsere Zellen wieder in einen jugendlichen Zustand zu versetzen.
10Senolytika
Der wahrscheinlich aufregendste Durchbruch in der Alterungsbiologie sind „senolytische“ Medikamente – Medikamente, die gealterte „seneszente“ Zellen abtöten. Wir alle sammeln diese Zellen im Laufe unseres Lebens an:Es sind Zellen, die sich zu oft geteilt haben, inakzeptable Schäden an ihrer DNA erlitten haben oder einfach einem zu hohen Stressniveau ausgesetzt sind. Und so hören diese Zellen sicherheitshalber auf sich zu teilen.
Leider sitzen diese Zellen nicht einfach da und teilen sich nicht – sie scheiden Moleküle aus, die sich im Grunde verschwören, um den Alterungsprozess zu beschleunigen. Und mit zunehmendem Alter nehmen diese Zellen in einem Teufelskreis der Degeneration zu.
Die gute Nachricht ist, dass wir sie loswerden können. Wissenschaftler haben eine Reihe von Medikamenten und anderen Behandlungen identifiziert, die diese umherirrenden Zellen bei Mäusen loswerden. Sie verlängern ein gesundes Leben, verzögern Krebs und Herzprobleme und geben diesen Mäusen sogar ein besseres Fell.
Noch aufregender ist, dass die ersten Senolytika mit Studien am Menschen beginnen. Wenn alles nach Plan läuft, könnte es nur noch wenige Jahre dauern, bis die ersten senolytischen Behandlungen für Krankheiten von Arthritis bis Krebs zugelassen werden.
Und wenn diese Studien zeigen, dass diese Medikamente sicher und wirksam sind, wird es vielleicht nicht mehr viele Jahre dauern, bis wir alle senolytische Medikamente einnehmen, um diese Zellen zu entfernen, bevor die Probleme auftreten, die sie verursachen. Dies sollte das Endspiel von Medikamenten sein, die von der Biologie des Alterns inspiriert sind:Präventivmedizin, die, anstatt eine bereits entwickelte Krankheit zu bekämpfen, verhindert, dass wir überhaupt krank werden.
Abgesehen von einem Überraschungskandidaten aus dem linken Feld sind Senolytika heiß begehrt, um das Rennen um das erste echte Anti-Aging-Medikament zu gewinnen.