Es geht ums Altern: Das Geheimnis der Blutalterung nach 70 Jahren ist gelüftet

Wie führen genetische Veränderungen, die sich im Laufe des Lebens eines Menschen langsam in den Blutstammzellen ansammeln, zu dramatischen Veränderungen der Blutproduktion nach dem 70. Lebensjahr? Eine neue Studie könnte hier Anregungen liefern. Die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie von Wissenschaftlern des Wellcome Sanger Institute und des Wellcome-MRC Cambridge Stem Cell Institute sowie Mitarbeitern schlägt eine neue Theorie des Alterns vor.

Alle menschlichen Zellen unterliegen im Laufe des Lebens genetischen Veränderungen, sogenannten somatischen Mutationen. Die Alterung wird wahrscheinlich durch verschiedene Arten von Schäden verursacht, die sich im Laufe der Zeit in unseren Zellen ansammeln. Eine Theorie besagt, dass die Anhäufung somatischer Mutationen dazu führt, dass Zellen allmählich ihre Funktionsreserve verlieren. Es ist jedoch unklar, warum diese allmähliche Anhäufung molekularer Schäden nach dem 70. Lebensjahr zu einer plötzlichen Verschlechterung der Organfunktion führt.

Um diesen Alterungsprozess zu verstehen, untersuchte das Forschungsteam die Produktion von Blutzellen im Knochenmark und analysierte zehn Personen im Alter vom Neugeborenen bis zum Senior. Sie sequenzierten das gesamte Genom von 3.579 Blutstammzellen und identifizierten alle in jeder Zelle enthaltenen somatischen Mutationen. Das Team rekonstruierte damit den „Stammbaum“ der Blutstammzellen jedes Menschen und zeigte erstmals die Beziehungen zwischen Blutzellen und wie sich diese Beziehungen im Laufe des menschlichen Lebenszyklus verändern.

Die Forscher stellten fest, dass sich diese „Stammbäume“ nach dem 70. Lebensjahr dramatisch veränderten. Die von Erwachsenen unter 65 Jahren produzierten Blutzellen stammen aus 20.000 bis 200.000 Stammzellen, von denen jede etwa die gleiche Menge beiträgt, und die meisten davon sind klonale Hämatopoese. Im Gegensatz dazu wiesen Menschen über 70 Jahre eine ganz andere Blutzellproduktion auf, wobei die klonale Vielfalt deutlich abnahm. Die Anzahl der Klonexpansionen für jedes Individuum beträgt 10 bis 20, was 30–60 % der gesamten hämatopoetischen Zahl entspricht. Die Anzahl dieser hochaktiven Stammzellen steigt im Laufe des Lebens der Probanden allmählich an. Ursache ist eine seltene Untergruppe somatischer Mutationen, die als „Treibermutationen“ bezeichnet werden.

Diese Erkenntnisse führten das Team dazu, ein Modell vorzuschlagen, in dem altersbedingte Veränderungen der Blutproduktion auf somatische Treibermutationen zurückzuführen sind, die dazu führen, dass „egoistische“ klonale Stammzellen das Knochenmark älterer Erwachsener dominieren und mit zunehmendem Alter in vielen anderen Körpergeweben zunehmen. Dies kann das Krebsrisiko erhöhen und auch zu anderen altersbedingten Funktionsänderungen führen. Dies führt außerdem dazu, dass die Vielfalt der Blutstammzellen während des Alterns verloren geht, was wiederum zu einer eingeschränkten Fähigkeit der Stammzellen führt, funktionsfähige reife Blutzellen zu produzieren.

Die Studie zeigte auch, dass von Person zu Person unterschiedlich ist, welcher Klon dominiert. Daher erklärt das Modell auch Veränderungen des Krankheitsrisikos und anderer Merkmale bei älteren Menschen.

Dr. Elisa Laurenti, Assistenzprofessorin am Wellcome-MRC Cambridge Stem Cell Institute und Co-Leitende Forscherin der Studie, sagte: „Faktoren wie chronische Entzündungen, Rauchen, Infektionen und Chemotherapie können zur früheren Entwicklung von Klonen mit krebserregenden Mutationen führen. Wir gehen davon aus, dass diese Faktoren auch zu einem altersbedingten Rückgang der Blutstammzelldiversität führen. Es könnte jedoch auch Faktoren geben, die diesen Prozess verlangsamen. Die spannende Aufgabe besteht nun darin, herauszufinden, wie sich diese neu entdeckten Mutationen auf die Blutfunktion älterer Menschen auswirken, um zu lernen, wie wir das Krankheitsrisiko minimieren und ein gesünderes Altern fördern können.“