Obwohl eine Verbindung zwischen chronischen Entzündungen und neurodegenerativen Erkrankungen hergestellt wurde, gab es viele offene Fragen darüber, wie zelluläre Seneszenz, ein Prozess, bei dem Zellen, die unter Stress aufhören, sich zu teilen, eine Mischung aus entzündlichen Proteinen ausspucken, diese Pathologien beeinflusst. In der Veröffentlichung von PLOS ONE berichten Forscher des Buck Institute, dass die Seneszenz in Astrozyten, dem am häufigsten vorkommenden Zelltyp im Gehirn, zu einer schädlichen „Exzitotoxizität“in kortikalen Neuronen führt, die am Gedächtnis beteiligt sind.
Diese Forschung unter der Leitung des Forschers Chandani Limbad, PhD, fand heraus, dass die zelluläre Seneszenz in Astrozyten die Glutamat-Transporter herunterreguliert, die für die Glutamat-Homöostase im Gehirn von entscheidender Bedeutung sind. Glutamat ist einer der wichtigsten Neurotransmitter im Gehirn; ein Überschuss davon bewirkt, dass Neuronen wiederholt feuern, was schließlich zu ihrem Tod führt. Memantine, ein von der FDA zugelassenes Medikament für die Alzheimer-Krankheit, reduziert die Glutamat-Toxizität bei Patienten, die an einer mittelschweren bis schweren Erkrankung leiden, für bis zu einem Jahr, aber die Beweise dafür, dass das Medikament die Pathologie verlangsamen könnte, sind schwach. „Diese Studie befasst sich mit den zugrunde liegenden Mechanismen, die die Toxizität antreiben“, sagte die leitende Autorin und Buck-Professorin Judith Campisi, PhD. „Wir haben Targets identifiziert, die für die Arzneimittelentwicklung von größerem Nutzen sein könnten.“
Zelluläre Seneszenz ist eines der heißesten Themen in der Alternsforschung. Der Erfolg im Campisi-Labor und anderen auf der ganzen Welt hat zu Unternehmen und Forschungsprojekten geführt, die darauf abzielen, entweder Senolytika, Medikamente, die seneszente Zellen beseitigen, oder Senomorphika, Medikamente, die die seneszenzbedingte Entzündung unterdrücken, zu entwickeln. Frühere Arbeiten im Campisi-Labor in Zusammenarbeit mit dem Andersen-Labor des Buck-Instituts zeigten, dass die Beseitigung von seneszenten Zellen Parkinson in einem Mausmodell der Krankheit verhinderte.
Campisi sagt, dass der größte Teil der Forschung, die darauf abzielt, die Merkmale der zellulären Seneszenz zu verstehen, menschliche Fibroblasten betrifft, Zellen im Bindegewebe, die Kollagen und andere Fasern produzieren. Sie sagt, dass diese Arbeit an Astrozyten ein Weckruf für diejenigen sein sollte, die die Alzheimer-Krankheit untersuchen, und argumentiert, dass „was allgemein als nicht-familiäre Alzheimer-Krankheit bezeichnet wird, sollte wahrscheinlich genauer als altersbedingte Demenz bezeichnet werden. Wenn Sie fünf spontane Alzheimer-Patienten sehen, alle von ihnen stellen sich unterschiedlich dar. Einige haben Persönlichkeitsveränderungen, andere nicht. Das Gedächtnis ist bei jedem Patienten unterschiedlich betroffen; einige Menschen verlieren die motorische Kontrolle, andere nicht. Diese Ergebnisse heben das Altern als den größten Risikofaktor für fast alle Neurodegenerationen hervor Darauf sollte sich die Forschung konzentrieren."
Co-Autor Pierre-Yves Desprez, PhD, ein wissenschaftlicher Berater im Campisi-Labor, der auch ein Labor am California Pacific Medical Center Research Institute betreibt, sagt, dass die Forschung auch Auswirkungen auf diejenigen hat, die Glioblastom untersuchen, insbesondere aggressive Form von Hirntumoren, die in Astrozyten auftritt. „Zelluläre Seneszenz ist ein zweischneidiges Schwert und der aktuelle Stand der Seneszenz-assoziierten Forschung ist chaotisch. Während Seneszenz zu chronischen Entzündungen führt, die Krebs und Neurodegeneration fördern, wirkt sie auch als Tumorsuppressor. Es gibt viele Faktoren, die von seneszenten Astrozyten ausgeschieden werden, wir glauben, dass einige von ihnen zur Behandlung von Glioblastomen genutzt werden könnten."
Die Forschung, die eine unvoreingenommene RNA-Sequenzierung von Transkripten umfasste, die von seneszenten und nicht seneszenten Astrozyten exprimiert wurden, fand Veränderungen in der Expression von mehr als 5.000 Genen, deren Funktionen bei Krebs, Infektionskrankheiten und neurologischen Erkrankungen wichtig sind. Die Ergebnisse stehen der Forschungsgemeinschaft zur Verfügung.
