Forscher des California Institute of Technology und der University of California haben einen neuen Weg gefunden, um mit zunehmendem Alter zunehmende Zellschäden umzukehren. Es besteht darin, mutierte DNA aus Mitochondrien zu entfernen. Der Artikel von Wissenschaftlern wurde in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht. Die MedicalXPress-Edition berichtet kurz über die Entdeckung.
In jeder Zelle des menschlichen Körpers (mit Ausnahme der roten Blutkörperchen) befinden sich Hunderte oder Tausende von Mitochondrien. Diese Organellen sind an der Energieerzeugung für Stoffwechselreaktionen beteiligt. Sie enthalten auch die DNA (mtDNA), aus der das mitochondriale Genom gebildet wird. Da die Mechanismen der Genomreparatur in Organellen nicht so gut entwickelt sind wie im Zellkern, befinden sich häufig sowohl mutierte als auch normale mtDNA in derselben Zelle. Wenn genetische Unterschiede ein kritisches Niveau erreichen, stirbt die Zelle ab.
Wissenschaftler haben gentechnisch veränderte Fruchtfliegen (Drosophila) gezüchtet, deren mitochondriales Genom in Muskelzellen für zufällige Mutationen anfällig ist. Änderungen in der mtDNA wirken sich auf die Muskeln aus und verringern die Flugfähigkeit von Insekten, was Drosophila zu einem geeigneten Modellorganismus für die Untersuchung von Alterungsprozessen macht. Beim Menschen beeinträchtigen Alterungsprozesse auch die Muskelfunktion und verursachen Sarkopenie und andere Störungen.
Zellen können beschädigte mtDNA durch den Mitophagieprozess entfernen, der defekte Mitochondrien zerstört. Die Forscher fanden heraus, dass die DNA-Regionen, deren Analoga zur Entwicklung der Parkinson-Krankheit beim Menschen beitragen, ihre Aktivität verringerten, wenn sie die für die Mitophagie verantwortlichen Gene stimulierten. Somit reduziert die Überexpression des Parkin-Gens den Anteil der mutierten mtDNA von 76 auf 5 Prozent. Laut Wissenschaftlern hilft dies, zelluläre Prozesse zu normalisieren.
Die Autoren des Artikels planen, nach Medikamenten zu suchen, die den gleichen Effekt haben könnten. Forscher glauben, dass Menschen in Zukunft regelmäßig Zellreinigungsverfahren durchführen können, um beschädigte mtDNA aus dem Gehirn, den Muskeln und anderen Geweben zu entfernen.
