Telomere der Chromosomen können biologisches Alter kurzfristig ändern

An den Enden unserer Chromosomen befinden sich Schutzkappen welche Stabilität gewähren und die volle Funktionsfähigkeit der Zellen sicherstellen. Wissenschaftler konnten herausfinden: Die sogenannten Telomere nehmen Einfluss auf die Veränderung der Gehirnstruktur. Die Biomarker des individuellen Alterns versprechen große Fortschritte in der Erforschung chronischer Krankheiten. Telomere sind in der Lage, sich kurzfristig zu verändern und können nach aktuellen Erkenntnissen der Wissenschaftler das biologische Alter beeinflussen.

Eine internationale Forschergruppe konnte nun plastische Veränderung im Gehirn bei der Verlängerung oder Verkürzung der sogenannten Telomere feststellen. Die Unversehrtheit der Enden unserer Chromosomen entscheidet mitunter über den langen erhalt eines jungen Körpers. Wissenschaftler haben die Gehirnstruktur in Verbindung mit Veränderungen der Telomerlängen untersucht und einen richtungsweisenden Zusammenhang aufgedeckt. Dabei kam heraus: Telomere können unser biologisches Alter verändern. Und das kurzfristig. Einen entscheidenden Hinweis darauf lieferte die Untersuchung der Gehirnstruktur mittels MRT-Scans, mit dem die Dicke der Großhirnrinde von Studienteilnehmern berechnet wurde. Die Ergebnisse machen deutlich, dass Veränderungen der Telomerlänge mit Veränderungen der Gehirnstruktur einhergehen.

Zu dieser Erkenntnis kommt eine Gruppe von Forschern um Lara Puhlmann und Pascal Vrticka vom Max Planck Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig. „Unser biologisches Alter scheint flexibler zu sein, als bisher angenommen. Anzeichen von Alterung auf verschiedenen biologischen Ebenen können sich schon innerhalb von drei Monaten parallel verändern“, so Puhlmann. Zusammen mit einer weiteren Gruppe von Wissenschaftlern um Elissa Eppel der University of California und Tania Singer von der Forschungsgruppe für soziale Neurowissenschaften in Berlin, hatten die Forscher im Rahmen des von Eppel geleiteten ReSource -Projektes untersucht, ob eine kurzfristige Verlängerung der Telomere die Reduktion des biologischen Alters tatsächlich herbeiführen kann.

Ein kurzer Rückblick: Ab dem Jahr 2015 hielt sich der US-Astronaut Scott Joseph Kelly für knapp ein Jahr im Weltraum auf. Dort war er als Bordingenieur für die ISS Expeditionen 43 und 44 tätig. Mit 381 Tagen Aufenthalt im All gehört er zu den erfahrensten Astronauten die die Raumfahrtgeschichte kennt. Bei seiner Rückkehr wurde nach einer medizinischen Untersuchung festgestellt, dass Kellys Telomere länger geworden waren. Unmittelbar nach der Rückkehr waren sie jedoch zu ihrer Ursprungslänge zurück geschrumpft. Welche Auswirkungen die Veränderung von Telomerlängen auf unsere Gesundheit hat ist inzwischen klar. Der zugrunde liegende biologische Mechanismus und auch ob sich die kurzfristigen Veränderungen längerfristig auf die Gesundheit auswirken dagegen nicht.

Telomere genießen in der Altersforschung eine besondere Aufmerksamkeit. Die effektive Einflussnahme auf ihre Veränderung, könnte vermutlich neue Wege zur Behandlung chronischer Krankheiten eröffnen und den Alterungsprozess gewissermaßen steuerbar machen. Die aus repetitiver DNA und assoziierten Proteinen bestehenden Enden sogenannter linearer Chromosomen sind für deren Stabilität wichtig. Sie beschützen beidseits die volle Funktionsfähigkeit linearer Chromosomen während der Zellzyklen. Telomere bilden die Schutzkappen der Chromosome. Neben der genetischen Veranlagung ist es auch die individuelle Lebensführung, die zur Verkürzung der Telomere führen kann. So trägt psychischer Stress zur Verkürzung der Telomere bei. Und das bedeutet im Grunde nichts Gutes, da kurze Telomere mit chronischen Krankheiten in Verbindung gebracht werden. Unsere Hirnstruktur bleibt von den launenhaften Veränderungen der Telomere nicht unberührt und zeigt diesbezüglich sichtbare Veränderungen.

Zunehmend alternde Zellen bedingen die Veränderung der Hirnstruktur. Der Gedanke die Verlängerung der Telomere durch gesunde Lebensweise herbeizuführen liegt hier nahe. Was bislang durch vorangegangene Studien nur richtungsweisend angedeutet werden konnte, ist nun festgelegt: Telomere können sich kurzfristig verlängern und das biologische Alter reduzieren. Die eingehende Untersuchung der Hirnstruktur hat dies erkennbar gemacht. Hierzu wurden die Teilnehmer der Studie vier MRT-Untersuchungen im Abstand von drei Monaten unterzogen. Anhand der DNA der Leukozyten von Teilnehmern konnte die Länge der Telomere mittels Polymerase-Kettenreaktion bestimmt werden. Teilnehmer mit verlängerten Telomeren wiesen eine auffällige Tendenz zur Verdickung des Kortex auf. Eine Verkürzung der Telomere dagegen ging mit einer Verdünnung der Großhirnrinde einher.

Diese Zusammenhänge waren besonders im Precenius zu beobachten, einem Bereich, der als wichtiger Stoffwechsel- und Netzwerkknoten des Gehirns gilt. Die Veränderung der Telomere ist also nachweislich mit plastischen Veränderungen des Gehirns verbunden. „Um herauszufinden, ob eine kurzfristige Veränderung der Telomerlänge nach nur wenigen Monaten wirklich mit Veränderungen im biologischen Alter einer Person einhergehen könnte, haben wir sie mit einem anderen Biomarker des individuellen Alterns und der Gesundheit in Verbindung gebracht: der Gehirnstruktur“, erklärte Lara Puhlmann, die am Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften forscht. Der Wissenschaft ist die schnelle Verdünnung des Kortex an bestimmten Regionen des Gehirns, welche mit neurologischen altersbedingten Krankheiten in Verbindung stehen, bekannt. Diese Tatsache macht den Zusammenhang zwischen zunehmendem Alter und wachsender Tendenz zu chronischen Krankheiten immer bedeutender.