Entdeckt: Wie Biomarker das biologische Alter verraten

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Die Telomere (rot angefärbt) bilden die Endstücke der Chromosomen. Im Rahmen der Alterung kommt es zu ihrer Verkürzung. Quelle: K. Lenhard Rudolph

19.08.2008  - 

Viele Menschen haben heute größere Chancen bis zu 80 Jahre oder älter zu werden, als das noch vor hundert Jahren der Fall war. Damit einher geht jedoch auch eine steigende Zahl an älteren Patienten. Mediziner müssen dann entscheiden, welche Therapie noch funktionieren kann und welche nicht. Dafür ist es wichtig, nicht nur das chronologische, sondern auch das biologische Alter eines Menschen zu kennen. Wissenschaftler um Lenhard Rudolph von der Max-Planck-Forschungsgruppe für Stammzellalterung in Ulm haben hierbei gemeinsam mit Kollegen aus China und dem niedersächischen Biotech-Unternehmen Mosaiques Diagnostics einen großen Schritt nach vor getan. Wie sie im Fachmagazin PNAS (2008 Vol. 105, S. 11299-11304) berichten, konnten sie eine Gruppe von Eiweißen identifiziert, die als Biomarker das biologische Alter eines Menschen verraten können.

Lebenserfahrung, Weisheit und eine gewisse innere Ruhe - all das sind Eigenschaften, über die wir dem Volksmund nach erst in einem gewissen Alter verfügen. Und ein wachsender Prozentsatz von Menschen in unserer Bevölkerung kann sich über diese positiven Aspekte des Altwerdens freuen, denn der medizinische Fortschritt und die Verbesserungen in der Hygiene, der Nahrungsversorgung und den Wohnbedingungen haben dazu geführt, dass in den Industrieländern immer mehr Menschen immer älter werden.

Das Alter in Jahren muss nicht mit biologischem Alter übereinstimmen

Doch diese positive Entwicklung hat auch eine Kehrseite: Viele ältere Patienten leiden an alternsassoziierten Erkrankungen, und den Medizinern fällt es häufig schwer einzuschätzen, welche Therapien alten Menschen zugemutet werden können – etwa Operationen oder Strahlenbehandlungen. Denn: Das chronologische Alter in Jahren muss nicht zwangsläufig mit dem biologischen Alter übereinstimmen. "Viele ältere Patienten besitzen ein sehr gutes Regenerationsvermögen, besser sogar als manche Jüngeren", erläutert Lenhard Rudolph. Seit September 2007 ist der 38jährige Leiter der Max-Planck-Forschungsgruppe für Stammzellalterung, die an der Universität Ulm angesiedelt ist. Dort leitet Rudolph auch den Lehrstuhl für Molekulare Medizin. Die Kooperation zwischen der Max-Planck-Gesellschaft und der Universität, die derzeit in ähnlicher Form an der Universität Erlangen existiert, hat Modellcharakter: Auf die Dauer von fünf Jahren begleitet die Max-Planck-Gesellschaft die Forschungsgruppe, die finanziell von der Universität und dem Land Baden-Württemberg getragen wird.

Gemeinsam mit seiner chinesischen Doktorandin Hong Jiang und dem in Hannover ansässigen Biotech-Unternehmen Mosaiques Diagnostics hat sich Rudoplh auf die Suche nach Biomarkern begeben, die Hinweise auf das biologische Alter eines Menschen liefern. Die Fahnung konzentrierte sich dabe auf die sogenannten Telomere – also die Endstücke der menschlichen Chromosomen. Sie sind notwendig, um das Chromosom stabil zu halten und gleichzeitig abzuschirmen. Telomere verkürzen sich jedoch bei jeder Zellteilung um 50 bis 200 Basenpaare - im Verlauf des Älterwerdens werden sie schließlich so kurz, dass ihre Schutzfunktion verloren geht. Die Folge: Die Chromosomen werden instabil und die Zelle verliert irreversibel ihre Teilungsfähigkeit. Wissenschaftler konnten mittlerweile nachweisen, dass hierin ein Auslöser der Zellalterung liegt.

Gruppe von Eiweißen zeigt biologisches Alter an

Rudolph und Jiang haben nun herausgefunden, dass die Verkürzung der Telomere und DNA-Schäden, die sie in ihrer Studie durch radioaktive Strahlung ausgelöst hatten, zu einer überlappenden Reaktion in den menschlichen Zellen führen. Wie sie im Fachmagazin PNAS (2008 Vol. 105, S. 11299-11304) berichten, kommt es in den betroffenen Zellen in beiden Fällen zu einer Freisetzung von Markereiweißen. "Eine interessante Beobachtung war, dass die gleichen Proteine auch im menschlichen Blut gemessen werden können und ein deutlicher Anstieg im Rahmen der Alterung und bei alternsassoziierten Erkrankungen nachweisbar ist", fasst Rudolph zusammen.

Die Ergebnisse ihrer Arbeit stellen somit nicht nur aussagekräftige Marker für die biologische Alterung der Menschen bereit, sondern untermauern zudem die DNA-Schädigungs-Hypothese der menschlichen Alterung. Nun hoffen die Forscher auf den Einsatz ihrer Biomarker in der Klinik. Denn Therapien könnten dann individuell auf das biologische Alter der Patienten angepasst und so bessere Therapieergebnisse erzielt werden. Doch die Biomarker haben noch mehr drauf, wie Rudolph erklärt: "Sie könnten auch genutzt werden, um Verhaltensmaßnahmen, Nahrungszusätze und pharmakologische Therapien zur Verzögerung von Alternsvorgängen zu testen."