Mit zunehmendem Alter verlieren unsere Zellen die Fähigkeit, die von ihnen produzierten Abfallprodukte effektiv zu eliminieren. Diese Degeneration hat schwerwiegende Folgen, da sie Entzündungen und Funktionsstörungen im gesamten Körper verursachen kann. Ein Team von Wissenschaftler_innen der Universität Freiburg hat nun herausgefunden, dass eine spezifische medikamentöse Behandlung diesen Zustand lindern kann, indem sie einen Mechanismus namens Mitophagie stimuliert.

Jede unserer 15 Billionen Zellen produziert Abfallprodukte, die wie jeder andere Abfall recycelt werden müssen. Das Problem ist, dass die Effizienz unseres intrazellulären Reinigungssystems, genannt Autophagie, mit zunehmendem Alter abnimmt. Die Auswirkungen sind besonders in den Neuronen spürbar, wo sich Abfallstoffe ansammeln, die zu chronischen Entzündungen und zum Absterben der Neuronen führen können. In einer Studie von Patricia Boya von der Universität Freiburg in Zusammenarbeit mit Margarita Salas vom CSIC in Spanien wurde untersucht, ob unsere Zellen trotz des Alterungsprozesses eine andere, spezifischere Art der Autophagie bewahren, die sogenannte Mitophagie, die auf die Erhaltung und das Recycling der Mitochondrien, den Energiekraftwerken unserer Zellen, spezialisiert ist. Möglicherweise könnte dieser Mechanismus genutzt werden, um die schädlichen Auswirkungen des Rückgangs der allgemeinen Autophagie abzumildern.

Verbesserung der kognitiven Funktionen
Durch Untersuchungen an Mäusepopulationen konnten die Forschenden mithilfe eines Fluoreszenzmarkierungssystems zeigen, dass die Mitophagie im Laufe des Alterungsprozesses stabil blieb oder sogar zunahm, und zwar in allen Organen. «Wir vermuteten, dass dies eine Strategie der Zellen ist, um die Ausbreitung mitochondrialer DNA im Zytoplasma zu verhindern. Nun ist es aber genau dieses Ausbreitung, die eine Abwehrreaktion und damit eine Entzündung auslöst», erklärt Patricia Boya. Um diese Hypothese zu testen, verabreichten die Wissenschaftler_innen des Autophagie-Labors der Universität Freiburg älteren Mäusen Urolithin A, eine Substanz, die bekannt dafür ist, die Mitophagie zu stimulieren. «Wir wollten sehen, ob wir damit diesen Mechanismus stimulieren und somit die Zellen künstlich dazu anregen können, aufzuräumen.»

Vielversprechende Ergebnisse
Die Nagetiere, die das Medikament erhielten, wiesen am Ende der Behandlung tatsächlich niedrigere Entzündungswerte auf, was sich in einer Verbesserung ihrer kognitiven, visuellen und motorischen Funktionen niederschlug. Dieses Experiment konnte erfolgreich in Zellkulturen von älteren menschlichen Spender_innen reproduziert werden, was darauf hinweist, dass das Phänomen zwischen den Arten auf systemischer Ebene erhalten bleibt. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die altersbedingte Neuroinflammation durch die Stimulierung der Mitophagie reduziert werden kann. Diese Strategie hat den Vorteil, dass sie die Physiologie des Immunsystems nicht beeinträchtigt und keine immunsuppressive Wirkung hat.

Mitophagy curtails cytosolic mtDNA-dependent activation of cGAS/STING inflammation during aging, Nature Communications