Altern Leberzellen unterschiedlich?
Wir sehen, dass die Menschen unterschiedlich schnell altern. Aber wie sieht es im Inneren aus? Altern alle Zellen gleich? Und spielt es für den Alterungsprozess eine Rolle, wo sich eine Zelle im Organ befindet? Diesen Fragen gingen Forscher vom Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns in Köln in der Leber von Mäusen nach.
Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns13.11.20231"
Die Lage der Leberzellen hat einen starken Einfluss auf den Alterungsprozess.
- In der Region, in der die Leberzellen Sauerstoff zur Energiegewinnung in ihren Mitochondrien nutzen, verschlechterte sich dieses mit zunehmendem Alter deutlich.
- In dem zentralen, sauerstoffarmen Bereich der Leber hingegen stellten die Forscher keine Veränderung der Mitochondrien fest, wohl aber eine Verschlechterung des Fettstoffwechsels der Zellen.
Alterung je nach Lage und Funktion
«Es ist nicht egal, wo eine Zelle altert. Sie altern unterschiedlich, je nachdem, wo sie sich befinden und was sie für eine Funktion haben», sagt Peter Tessarz, Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns und Leiter der Studie. Für die Alternsforschung bedeutet das, dass man in Studien genau darauf achten muss, welche Zellen man untersucht und wo sie sich im Organ befinden.
Das Epigenom von Hepatozyten verändert sich mit zunehmendem Alter. Die Abbildung zeigt eine grafische Darstellung epigenetischer Messdaten. Je weiter zwei Punkte voneinander entfernt sind, desto unterschiedlicher ist das Epigenom der Zellen. [weniger] © P. Tessarz & K. Link/ Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns
Gleicher Zelltyp - unterschiedliche Aufgaben
Die Leber besteht zum grössten Teil aus einem einzigen Zelltyp, den Hepatozyten. Je nachdem, wo sie sich in der Leber befinden, erfüllen sie unterschiedliche Aufgaben. In der Nähe der Pfortader, durch die frisches, sauerstoffreiches Blut in die Leber fliesst, nutzen die Hepatozyten den Sauerstoff, um in ihren Mitochondrien Fette zu verwerten und Energie zu gewinnen. In den weniger sauerstoffreichen Regionen der Leber werden dagegen Kohlenhydrate abgebaut.
«In der Leber spielt die Lage der Leberzelle im Organ eine entscheidende Rolle. Deshalb war die Leber für uns das perfekte Modell, um zu untersuchen, ob die Lage auch beim Altern einen Unterschied macht», erklärt Peter Tessarz.
Die Forscher untersuchten die Leberzellen von jungen und alten Mäusen mit modernster Technik, die es ihnen ermöglichte, nicht nur Daten für fast jede einzelne Zelle zu gewinnen, sondern diese auch einer Position im Organ zuzuordnen. Besonders interessierte sie, welche Gene im Alter noch abgelesen werden, wie sich der Stoffwechsel der Zellen verändert und ob epigenetische Veränderungen auftreten.
Laut Achim Tresch, Leiter des Instituts für Medizinische Statistik und Bioinformatik am CECAD und Mitautor der Studie zeigt die Arbeit, «dass die bioinformatische Zusammenführung verschiedenster Datentypen auf Einzelzellniveau neue Erkenntnisse über metabolische Prozesse hervorbringt».PS
