Die Uhr verlangsamen: Eine wichtige Erkenntnis bei Alterung und chronischen Entzündungen

Zusammenfassung: Forscher haben einen Schlüsselmechanismus des Alterns entdeckt – eine fehlerhafte Kalziumsignalisierung in den Mitochondrien einiger Immunzellen, die zu chronischen Entzündungen führt.

Mit zunehmendem Alter verlieren diese Mitochondrien in Makrophagen ihre Fähigkeit, Kalzium aufzunehmen und zu verwerten, was zu vielen altersbedingten Erkrankungen beiträgt. Durch die Erhöhung der Kalziumaufnahme in diese Zellen glauben Forscher jedoch, dass wir schädliche Entzündungen verhindern und den Alterungsprozess verlangsamen können.

Schlüsselfakten:

1. Mitochondrien in Immunzellen, sogenannte Makrophagen, verlieren mit zunehmendem Alter ihre Fähigkeit, Kalzium zu verarbeiten, was zu chronischen Entzündungen und einer beschleunigten Alterung führt.
2. Forscher glauben, dass eine erhöhte Kalziumaufnahme in diese Makrophagen-Mitochondrien schädliche Infektionen verhindern und so den Alterungsprozess verlangsamen kann.
3. Diese Entdeckung eröffnet neue Therapiestrategien für altersbedingte Entzündungen und kann Auswirkungen auf kardiovaskuläre und neurodegenerative Erkrankungen haben.

Quelle: Universität von Virginia

Forscher der University of Virginia Medical School haben einen wichtigen Auslöser chronischer Entzündungen entdeckt, die den Alterungsprozess beschleunigen.

Diese Erkenntnis könnte es uns ermöglichen, die Uhr zu verlangsamen, um ein längeres und gesünderes Leben zu führen, und es könnte uns ermöglichen, altersbedingten Erkrankungen wie tödlichen Herzerkrankungen und verheerenden Gehirnerkrankungen vorzubeugen, die uns unserer Fähigkeiten berauben.

Was also treibt diese schädliche Entzündung an? Die Antwort besteht darin, dass Kalziumsignale unangemessen an die Mitochondrien einiger Immunzellen gesendet werden. Mitochondrien sind die Energiegeneratoren aller Zellen und hängen stark von der Kalziumsignalisierung ab.

Forscher von UVA Health unter der Leitung von Bimal N. Desai fanden heraus, dass Mitochondrien in Immunzellen, sogenannten Makrophagen, mit zunehmendem Alter ihre Fähigkeit verlieren, Kalzium aufzunehmen und zu nutzen. Und Forscher zeigen, dass dies zu chronischen Entzündungen führt, die für viele der Krankheiten verantwortlich sind, die unsere späteren Jahre plagen.

Forscher glauben, dass eine erhöhte Kalziumaufnahme durch mitochondriale Makrophagen schädliche Entzündungen und ihre schrecklichen Auswirkungen verhindern kann. Da Makrophagen in allen Organen unseres Körpers, einschließlich des Gehirns, vorkommen, kann die gezielte Behandlung dieser „geweberesidenten Makrophagen“ mit geeigneten Medikamenten es uns ermöglichen, altersbedingte neurodegenerative Erkrankungen zu verlangsamen.

„Ich glaube, wir haben einen großen konzeptionellen Durchbruch beim Verständnis der molekularen Grundlagen altersbedingter Entzündungen erzielt“, sagte Desai von der Abteilung für Pharmakologie der UVA und dem Carter Center for Immunology der UVA.

„Diese Entdeckung wirft ein Schlaglicht auf neue Therapiestrategien, um die Entzündungskaskaden abzufangen, die vielen kardiovaskulären und neurodegenerativen Erkrankungen zugrunde liegen.“

Altersentzündung – Entzündung

Makrophagen sind weiße Blutkörperchen, die eine wichtige Rolle für unser Immunsystem und damit für unsere Gesundheit spielen. Sie verschlingen tote oder absterbende Zellen und ermöglichen es unserem Körper, Zelltrümmer zu beseitigen und nach Krankheitserregern und anderen fremden Eindringlingen Ausschau zu halten. In dieser letzteren Rolle fungieren sie als wichtige Wächter unseres Immunsystems und rufen bei Bedarf andere Immunzellen um Hilfe.

Wissenschaftler wissen, dass Makrophagen mit zunehmendem Alter an Wirksamkeit verlieren, aber es ist nicht klar, warum. Desais neue Entdeckung gibt Antworten.

Desai und sein Team sagen, ihre Forschung habe einen „Schlüsselmechanismus“ identifiziert, der für altersbedingte Veränderungen in Makrophagen verantwortlich sei.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese Veränderungen Makrophagen selbst im besten Fall anfällig für chronische, geringgradige Entzündungen machen. Und wenn Immunzellen auf einen Eindringling oder eine Gewebeschädigung treffen, können sie überaktiv werden. Dies führt zu einer sogenannten „Entzündung“ – der chronischen Entzündung, die zum Altern führt.

Darüber hinaus glauben die Wissenschaftler von UVA Health, dass der von ihnen entdeckte Mechanismus nicht nur auf Makrophagen zutrifft, sondern auch auf viele andere verwandte Immunzellen, die im Knochenmark erzeugt werden.

Dies bedeutet, dass wir möglicherweise auch die ordnungsgemäße Funktion dieser Zellen stimulieren können, was unserem Immunsystem im Alter, wenn wir anfälliger für Krankheiten werden, einen enormen Schub verleihen könnte.

Nächste Schritte

„Entzündungen“ zu beheben ist nicht so einfach wie die Einnahme eines Kalziumpräparats. Das Problem ist nicht so sehr ein Mangel an Kalzium, sondern vielmehr die Unfähigkeit der Makrophagen, es richtig zu nutzen.

Aber Desais neue Entdeckung hat den genauen molekularen Mechanismus identifiziert, der in diesen Prozess einfließt, sodass wir in der Lage sein sollten, Wege zu finden, diesen Mechanismus in alternden Zellen auszulösen.

„Diese äußerst interdisziplinäre Forschungsanstrengung an der Schnittstelle von Computerbiologie, Immunologie, Zellbiologie und Biophysik wäre ohne die Entschlossenheit von Phil Segren, dem Doktoranden, der dieses ehrgeizige Projekt leitete, nicht möglich gewesen“, sagte Desai.

„Jetzt müssen wir in Zukunft ähnlich ehrgeizige Anstrengungen unternehmen, um die Verkabelung herauszufinden, die diesen mitochondrialen Prozess in verschiedenen Arten von Makrophagen steuert, und diese Verkabelung dann auf kreative Weise zu manipulieren, um einen biomedizinischen Effekt zu erzielen.“

Veröffentlichung der Alterungsergebnisse

Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher im Fachjournal Alterung der Natur. Der Artikel ist Open Access, d. h. er kann kostenlos gelesen werden.

Das Forschungsteam bestand aus Seegren, Logan R. Harper, Taylor K. Downs, Xiao-Yu Zhao, Shivapriya B. Viswanathan, Marta E. Stremska, Rachel J. Olson, Joel Kennedy, Sarah E. Ewald, Pankaj Kumar und Desai. Die Wissenschaftler berichteten, dass sie kein finanzielles Interesse an der Arbeit hätten.

Finanzierung: Die Forschung wurde von den National Institutes of Health, den Zuschüssen AI155808, GM108989, GM138381, P30 CA044579, T32 GM007055-46, und der Owens Family Foundation unterstützt.

Über diese Forschung zu Alterung und Entzündungen gibt es Neuigkeiten

Autor: Josh Barney
Quelle: Universität von Virginia
Kommunikation: Josh Barney – Universität von Virginia
Bild: Bildquelle: Neuroscience News

Ursprüngliche Suche: offener Zugang.
„Eine verminderte mitochondriale Kalziumaufnahme in Makrophagen ist ein wesentlicher Auslöser von EntzündungenGeschrieben von Bimal N. Desai et al. Alterung der Natur

eine Zusammenfassung

Eine verminderte mitochondriale Kalziumaufnahme in Makrophagen ist ein wesentlicher Auslöser von Entzündungen

Mitochondriale Dysfunktion wird mit Entzündungen oder altersbedingten Entzündungen in Verbindung gebracht, die zugrunde liegenden Mechanismen sind jedoch kaum verstanden. Analysen von 700 Kopien menschlichen Blutes ergaben deutliche Anzeichen einer altersbedingten, leichten Entzündung.

Unter den Veränderungen in mitochondrialen Komponenten fanden wir heraus, dass die Expression von mitochondrialem Monocytogenes Ca (MCU) und seine Unterorganisationseinheit MICU1Zentrale Gene für mitochondriales Ca²⁺ (mCa²⁺) Signale, die umgekehrt mit dem Alter verbunden sind. Tatsächlich, mCa²⁺ Die Absorptionsfähigkeit von Mausmakrophagen nahm mit zunehmendem Alter deutlich ab.

Wir zeigen, dass mCa sowohl in menschlichen als auch in murinen Makrophagen abnahm²⁺ Die Aufnahme verstärkt das zytosolische Ca²⁺ Schwingungen und verstärkt die Aktivierung des Kernfaktors Kappa B, der für Entzündungen von zentraler Bedeutung ist.

Unsere Ergebnisse identifizieren den mitochondrialen Monokalziumkomplex als einen wesentlichen molekularen Apparat, der altersbedingte Veränderungen in der mitochondrialen Physiologie mit Makrophagen-induzierten altersbedingten systemischen Entzündungen verbindet.

Die Ergebnisse lassen die spannende Möglichkeit einer mCa-Wiederherstellung erkennen²⁺ Die Absorptionsfähigkeit geweberesidenter Makrophagen kann Entzündungen bestimmter Organe reduzieren und altersbedingte Erkrankungen wie neurodegenerative und Herz-Kreislauf-Erkrankungen lindern.