Seneszente Zellen unterliegen einem irreversiblen und dauerhaften Stillstand der Zellteilung und sind Kennzeichen sowohl des Alterungsprozesses als auch mehrerer chronischer Krankheiten. Seneszente Zellen – und, was noch wichtiger ist, die Faktoren, die sie sezernieren, die zusammen als Seneszenz-assoziierter sekretorischer Phänotyp (SASP) bezeichnet werden – sind weithin als Treiber des Alterns und mehrerer altersbedingter Krankheiten anerkannt.
Eine neue Studie, die am 16. Januar in der Open-Access-Zeitschrift PLOS Biology von Dr. Nathan Basisty, Judith Campisi, Birgit Schilling (Buck Institute for Research on Aging) und Kollegen profilieren ausführlich das SASP in menschlichen Zellen. Sie zeigen, dass eine vom Kern sekretierte Protein-"Signatur" seneszenter Zellen mit alternden Biomarkern angereichert ist, die in menschlichem Plasma gefunden werden.
Die Studie verwendet eine umfassende und unvoreingenommene Technik namens Massenspektrometrie in Kombination mit Bioinformatik, um sekretierte Proteinsignaturen alternder Zellen zu entwickeln. Die Ergebnisse der Forscher zeigen, dass die SASP etwa zehnmal komplexer ist als derzeit angenommen, was es ihnen ermöglicht, neue Signaturen seneszenter Zellen vorzuschlagen – sowohl „Kern“-Signaturen, die allen seneszenten Zellen gemeinsam sind, als auch Signaturen, die bestimmte Untergruppen seneszenter Zellen identifizieren.
Mausstudien haben gezeigt, dass die gezielte Entfernung alternder Zellen positive Auswirkungen auf Herz-, Gefäß-, Stoffwechsel-, neurologische, Nieren-, Lungen- und Muskel-Skelett-Funktionen hat. Daher sind die selektive Eliminierung seneszenter Zellen oder die Hemmung der von ihnen sezernierten SASP vielversprechende Therapieansätze zur Behandlung altersbedingter Erkrankungen beim Menschen. Die Entwicklung von Arzneimitteln, die seneszente Zellen eliminieren, bekannt als Senolytika, oder von Arzneimitteln, die die SASP hemmen, bekannt als Senomorphika, erfordert molekulare Marker, um die Häufigkeit von seneszenten Zellen zu beurteilen. Derzeit gibt es jedoch keine einfachen, zuverlässigen sezernierten Biomarker, um die seneszente Zelllast beim Menschen zu messen.
"Wir hoffen, dass diese Biomarker-Signaturen uns dabei helfen werden, die Belastung durch seneszente Zellen in menschlichen Bioflüssigkeiten wie Plasma zu messen, um die Übertragung von seneszenten Therapien in die Klinik zu unterstützen", sagt Dr. Basisty. "Wir glauben, dass die von seneszenten Zellen ausgeschiedenen Proteine auch wichtige Biomarker für das Altern, neurodegenerative Erkrankungen und andere Krankheiten sein werden, die durch das Vorhandensein seneszenter Zellen gekennzeichnet sind."
Zusammen mit dieser Studie starteten die Forscher den SASP-Atlas, eine kuratierte Datenbank von Proteinen, die von seneszenten Zellen ausgeschieden werden. Diese Ressource kann von anderen in der Forschungsgemeinschaft verwendet werden, um in ihrer eigenen Forschung Proteine zu identifizieren, die aus seneszenten Zellen stammen.
