Alternde Zellen befeuern Entzündungen über ihre Mitochondrien
Seneszente Zellen hören zwar auf, sich zu teilen, werden aber nicht still. Sie senden kontinuierlich Entzündungssignale an das umliegende Gewebe. Eine neue Studie enthüllt einen zweiten Weg, auf dem die Kraftwerke der Zelle diesen Prozess antreiben.
Seneszente Zellen, die infolge von Schäden oder erreichten Replikationsgrenzen dauerhaft aus dem Zellzyklus ausgeschieden sind, produzieren einen breiten Cocktail entzündlicher Moleküle, bekannt als SASP (Senescence-Associated Secretory Phenotype, zu Deutsch: seneszenzassoziierter sekretorischer Phänotyp). Bereits bekannt war, dass Mitochondrien dazu beitragen, indem sie DNA-Fragmente freisetzen, die ein internes Alarmsignal auslösen. Die neue Studie beschreibt nun eine zweite Ebene: Der mitochondriale Stoffwechsel liefert auch direkt den Grundstoff für Entzündungsreaktionen.
Die Pyruvat-Citrat-Achse als Entzündungsmotor
In seneszenten Zellen ist die Pyruvat-Citrat-Acetyl-CoA-Achse innerhalb der Mitochondrien hochreguliert. Dieser Stoffwechselweg dient normalerweise der Energiegewinnung. In seneszenten Zellen erzeugt er zusätzlich erhöhte Mengen an Acetyl-CoA, einem Molekül, das zur chemischen Modifikation von Histonen genutzt wird, also jenen Proteinen, um die die DNA gewickelt ist. Diese Histon-Modifikationen bestimmen, welche Gene aktiviert werden. Das überschüssige Acetyl-CoA schaltet in diesem Fall entzündliche Gen-Programme an.
Das Protein SLC25A1 ist ein Transportmolekül in der Mitochondrienmembran, das Citrat nach außen schleust, einen notwendigen Schritt in dieser Kette. Als die Forschenden SLC25A1 hemmten, war die Entzündungssignalisierung seneszenter Zellen vermindert, womit es als mögliches therapeutisches Ziel identifiziert wurde.
Dämpfen statt zerstören
Im Umgang mit seneszenten Zellen gibt es zwei grundlegende Strategien: Sie gezielt zu zerstören oder ihr schädliches Verhalten zu unterdrücken. Diese Forschungsarbeit verfolgt den zweiten Ansatz. Die Ergebnisse stammen bislang aus zellbiologischen Experimenten; ob die Hemmung von SLC25A1 beim Menschen sicher und wirksam ist, muss noch geprüft werden. Dennoch bietet die Identifizierung dieses Stoffwechsel-Knotenpunkts einen neuen Ansatzpunkt, um die chronische, niedriggradige Entzündung in alterndem Gewebe zu bekämpfen, ohne die Zellen selbst zu beseitigen.
Suchbegriffe zum Weiterlesen: SASP mitochondrial metabolism, histone acetylation inflammation aging, cellular senescence inhibition