Universität zu Köln 

Der Anteil alter Menschen in Deutschland steigt so dramatisch und rasch wie sonst in fast keinem anderen Land. In der sozial- und wirtschaftswissenschaftlichen Forschung ist diese Entwicklung daher aufgegriffen worden und wird seit geraumer Zeit untersucht. Das biologische Altern jedoch wurde bis vor wenigen Jahren in der Forschung einfach als Phänomen hingenommen.

Erst vor etwa zehn Jahren begannen sich die ersten Wissenschaftler mit diesem Forschungsthema und seinen biologischen Grundlagen zu beschäftigen. "Bis vor 10 bis 12 Jahren war das Altern eine Blackbox. Wir wussten nichts über den Prozess des Alterns", sagt Jens Brüning, Professor für Genetik an der Universität zu Köln.

Würmer, Fliegen und Knock-out-Mäuse

Die Forschungsobjekte der Alternsforscher sind meist klein, einfach zu halten und schnelllebig. Das trifft auf Fadenwurm, Fruchtfliege und Maus zu. Ihre Gene sind gut erforscht und in ihrer Gänze bekannt. Das macht sie zu optimalen Versuchstieren der Alternsforscher, so genannten Modellorganismen. Im Kölner Fall forschen die Wissenschaftler hauptsächlich an Mäusen, bei denen einige Gene verändert wurden. "Knock-out-Mäuse" werden diese Tierchen genannt, da es bei ihnen möglich ist, bestimmte Gene quasi "auszuschalten". Die Methode des gezielten, spezi- fischen und zeitlich begrenzten "Knock-outs" wurde maßgeblich von Professor Dr. Klaus Rajewsky entwickelt, der Brünings Vorgänger war. Von der Lebensspanne des gentechnisch veränderten Tiers können die Forscher dann auf die Funktion des jeweils ausgeschalteten Gens schließen.

Insulin: nicht allein für Zucker zuständig

Der 41jährige Brüning erhielt im Dezember 2006 den mit 2,5 Millionen Euro dotierten Leibnitz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft für seine Arbeiten über die Molekulare Diabetesforschung und das Insulin. Dieses Hormon spielt auch in den Kindertagen der Alternsforschung eine Rolle. Insulin hat sich im Laufe der Evolution in seiner Struktur kaum verändert und kommt beispielsweise bereits in Fadenwürmern vor. Beim Menschen wird das Hormon Insulin in der Bauchspeicheldrüse gebildet und steuert den Zuckerhaushalt des Körpers. Lange Zeit haben sich Wissenschaftler daher auf die Aufnahme von Insulin in Muskel-, Leber- und Fettzellen konzentriert und die daran gekoppelte Ausschüttung von Energie in den jeweiligen Zellen. Inzwischen weiß man unter anderem auf Grund von Brünings Forschungen jedoch, dass die Rezeptoren, die sich an das Insulin binden und dafür sorgen, dass es im Körper verarbeitet werden kann, fast in jeder Zelle vorhanden sind. Dementsprechend ist das Insulin eben nicht nur für die Regulation des Zuckerhaushaltes im Körper zuständig.

Alterssteuerung über Insulin?

Die Forscher vermuten beispielsweise, dass eine gewisse Form der Insulinresistenz Alzheimer begünstigen kann. Aus reinen Beobachtungsstudien von Fallzahlen weiß man bereits, dass Altersdiabetes und Alzheimer häufig miteinander einhergehen. Was bisher jedoch nicht beweist, dass zwischen beiden Erkrankungen ein kausaler Zusammenhang besteht, oder dass beide Leiden auf einen identischen Defekt hinweisen. Aber: Wenn Insulin im Gehirn nicht mehr richtig wirken kann, also eine Insulinresistenz vorliegt, kommt es vermehrt zu Proteinablagerungen im Gehirn. Dadurch werden Nervenzellen zerstört, was zu beschleunigter Alterung des Gehirns beiträgt und in einigen Fällen auch zum Ausbruch der Alzheimer- Krankheit führen kann.

Alternde Kraftwerke

Eine andere Forschergruppe an der Universität zu Köln, geleitet von Professor Dr. Thomas Langer, untersucht Alterungsprozesse rund um die Mitochondrien. Mitochondrien sind in die Biologiebücher eingegangen als die "Kraftwerke der Zellen", haben mit der Energielieferung für die Zelle zu tun und sind dementsprechend vielleicht der zentrale Faktor überhaupt für das Funktionieren einer Zelle. Wie auch das Insulin sind Mitochondrien in allen höheren Organismen zu finden und auch sie haben ihre zentrale Rolle in der Entwicklung des Lebens schon sehr lange inne.

Die Forscher wissen, dass die Mitochondrien bei ihrer Arbeit als ein Nebenprodukt reaktive Sauerstoffspezies ausscheiden, so genannte Radikale. Bei fortschreitendem Alter des Organismus erhöht sich die Anzahl dieser Radikale. Dies mindert die Funktion der Zelle und schädigt unter anderem die Erbinformation in der Zelle, was zu weiteren Funktionsverlusten beiträgt. Normalerweise würden die Radikale durch ein zelleigenes Entgiftungssystem beseitigt. Aber: Ab einer gewissen Anzahl der Sauerstoffspezies funktioniert das Entgiftungssystem nicht mehr und die Zelle geht ihrem Ende entgegen. Warum dieser Zusammenhang besteht und wie er genau funktioniert wollen die Wissenschaftler erforschen.

Vielleicht gesünder älter werden

Ein Blick auf die vorgestellten Forschungsfelder zeigt: Als Ansatzpunkt zur Alternsforschung dienen oft Krankheiten. Für Professor Dr. Brüning ist das eins: "Wir glauben, wenn wir die Mechanismen verstehen, die für die Krankheiten des Alters verantwortlich sind, dann verstehen wir auch die Mechanismen, die für das Altern verantwortlich sind." Natürlich können sich aus den verschiedenen Ansätzen rund um die Alternsforschung in der Zukunft konkrete Ansatzpunkte für Therapien ergeben, aber daran, das macht Brüning unmissverständlich deutlich, arbeitet sein Team nicht. Er versteht sich als Grundlagenforscher: "Wir werden keine Wunderpillen entwickeln, die uns alle schlank machen. Aber die molekularen Grundlagen des Alterns zu erforschen und dadurch gesundes Überleben zu ermöglichen oder gesundes Älterwerden, das könnte ein gutes Ziel für uns sein."

Zur Website des Department of Mouse Genetics and Metabolism, Institut für Genetik, (Prof. Brüning)