Immunsignal fördert Knochenschwund, indem es das Knochenmark mit Fettzellen füllt – Mausstudie
Knochen verlieren mit dem Alter nicht zufällig an Stabilität. Im Knochenmark beginnen Stammzellen, die eigentlich neues Knochengewebe aufbauen sollten, stattdessen Fettzellen zu produzieren. Eine neue Mausstudie identifiziert das Immunsignal, das diese Umstellung antreibt – und zeigt, was geschieht, wenn man es blockiert.
Knochen werden in einem streng regulierten Prozess kontinuierlich erneuert. Osteoklasten bauen altes Knochengewebe ab, während Osteoblasten neues Gewebe aufbauen. Diese Osteoblasten entstammen Stammzellen im Knochenmark. Mit zunehmendem Alter gerät dieses Gleichgewicht aus dem Lot: Das Mark füllt sich mit Fett, die knochenbildende Aktivität nimmt ab, und das Frakturrisiko steigt.
Ein Immunsignalweg, der mit dem Alter außer Kontrolle gerät
Chinesische Forscherinnen und Forscher richteten ihr Augenmerk auf Makrophagen, also im Knochenmark ansässige Immunzellen. Konkret untersuchten sie cGAS-STING, einen Signalweg, der normalerweise fremde DNA von Bakterien oder Viren erkennt. Mit dem Alter wird dieser Signalweg überaktiv: Er reagiert auf ausgetretene mitochondriale DNA, als handle es sich um eine Infektion, und löst damit eine anhaltende, schwelende Entzündung aus.
Die Forschenden verglichen Knochenmark von Mäusen im Alter von 3, 10, 18 und 24 Monaten. Die Aktivierung des STING-Signalwegs nahm mit dem Alter stetig zu – mit mehr zytosolischer DNA, mehr Signalmolekülen und stärkerer Aktivierung nachgeschalteter Proteine. Makrophagen zeigten die höchste Grundexpression des Sting-Gens, und ihre Aktivierung stieg im Alter am stärksten an.
Anschließend schalteten die Forschenden STING gezielt in Makrophagen von Mäusen im Alter von 12 bis 18 Monaten aus. Knochendichte und -struktur blieben deutlich besser erhalten. Die Zahl der Fettzellen im Mark sank, und die Neubildung von Knochengewebe nahm zu. Makrophagen ohne STING schädigten zudem junge Stammzellen, die das Knochenmark auffüllen sollten, weniger stark.
Knochenmark-Fettzellen als vorgelagerte Auslöser
Die Forschenden identifizierten auch einen möglichen vorgelagerten Auslöser: Sekrete alter Fettzellen im Knochenmark aktivierten den STING-Signalweg in Makrophagen. Ältere Mäuse wiesen zudem erhöhte Konzentrationen bakterieller Stoffwechselprodukte in Blut und Knochenmark auf, was die STING-Überaktivierung zusätzlich verstärken könnte. Die genaue kausale Abfolge muss noch weiter untersucht werden.
Die Studie wurde in Advanced Science veröffentlicht. Die Ergebnisse sind vorläufig und auf Mäuse beschränkt; ob derselbe Signalweg beim Menschen identisch funktioniert, ist nicht belegt. Aus Sicht der Longevity-Forschung ist bemerkenswert, dass ein spezifischer Knoten des Immunsignalnetzwerks offenbar maßgeblich steuert, ob Knochen während des Alterungsprozesses erhalten bleiben.
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