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English translation in the bottom half of the article. Lange Telomere korrelieren mit vielen verbleibenden gesunden Lebensjahren. Die Telomeraseaktivität ist bei akutem Stress erhöht. Die Telomere und die Telomerase, für deren Entdeckung und Erforschung Elisabeth Blackburn letztes Jahr den Nobelpreis erhielt, etabliert sich als Biomarker für das Altern. Wieviele der beobachteten Zusammenhänge ist nur Korrelation, wie viel ist Kausalität?


Elisabeth Blackburn hat letztes Jahr den Nobelpreis für Medizin gewonnen für ihre Forschung an den Enden der Chromosomen, genannt Telomere und für die Entdeckung der Telomerase, ein Enzym, das für die Verlängerung der Telomere verantwortlich ist. Ich habe letzten Oktober im Zuge der Verleihung des Nobelpreises schon in zwei Artikeln über Telomere und die Telomerase geschrieben: Nobelpreis für Medizin 2009 für die Forschung an Chromosomenenden und Krebs, Ageing und die Rolle der Telomerase. Dort können die Grundlagen noch einmal nachgelesen werden.

Grob zusammenfassen kann man das ganze so: Die Chromosomenenden werden bei jeder Zellteilung ein Stück kürzer. Die Telomerase gleicht das aus, indem sie die Chromosomen wieder ein Stück verlängert. Die Telomerase ist in unterschiedlichen Zelltypen unterschiedlich aktiv. In Zellen, die sich noch häufig teilen, also Keimzellen und Stammzellen, aber auch Tumorzellen, ist sie hoch exprimiert. In somatischen Zellen hingegen gibt es nur eine geringe Telomerase-Aktivität. Dadurch werden die Chromosomenenden die diesen Zellen im Lauf des Lebens beständig kürzer, bis die Zellteilung komplett eingestellt wird, oder betroffene Zellen absterben.

Die Telomeraseaktivität in Zellen steht also in einer Art Gleichgewicht: Zu viel Telomerase macht Zellen unsterblich und geht häufig mit Krebs einher, zu wenig Telomerase lässt Zellen altern und führt zum Zelltod. Blackburn hat in ihrem Vortrag hier beim EMBO Meeting einen weiteren Aspekt im Zusammenhang mit der Telomerlänge und der Telomerasefunktion angerissen, der das Zeug zur Schlagzeile hat:

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Umweltfaktoren und die Lebensumstände haben einen Einfluss auf die Telomerlänge und die Telomeraseaktivität.

Die Telomerlänge ist ein Biomarker für Ageing und sie kann relativ einfach mit PCR-basierten Methoden bestimmt werden. Blackburn und Kollegen haben in einer großen Kohortstudie die Telomerlänge von älteren Menschen gemessen. Die Auswertung hat gezeigt, dass die Telomerlänge nicht direkt mit der Lebensdauer korreliert. Sie fanden jedoch eine Korrelation der Telomerlänge mit den verbleibenden gesunden Lebensjahren. Die Telomerlänge taugt demnach also nicht als Biomarker für die tatsächlich verbleibende Lebenszeit, aber sie ist ein Indikator für gesundes Altern.

In einer weiteren Studie mit 44 Teilnehmerinnen wurde der Einfluss von psychologischem Stress auf die Telomeraseaktivität untersucht. 22 der Frauen waren dauerhaft psychiologischem Stress ausgesetzt. Sie betreuten Demenzkranke. die andere Hälfte der Partizipandinnen diente als Konrollgruppe mit generell niedrigerem Stress.

Die Teilnehmerinnen der Studie wurden unter Laborbedingungen kurzzeitig Stress ausgesetzt und in Folge wurde die Telomeraseaktiviät in Blutzellen gemessen. Generell wurde bei den Frauen mit hoher täglicher Stressdosis eine geringere Grundaktivität der Telomerase gemessen. Die Stressantwort sah bei beiden Gruppen jedoch gleich aus: Durchschinttlich wurde eine 18%ige Erhöhung der Telomeraseaktivität (p<0.01) gemessen. die Erhöhung der Telomeraseaktivität korrelierte mit einer Erhöhten Cortisolausschüttung. Blackburn erwähnte weiter eine Kohortstudie mit rund 600 Teilnehmern mit Herzkranzerkrankungen, bei denen über im Mittel sechs Jahre untersucht wurde, wie die Menge an Omega-3-Fettsäuren im Blut mit der Veränderung der Telomerlänge korreliert. Hoher Omera-3-Fettsäuregehalt im Blut korreliert mit längerem Leben bei Patienten mit koronaren Herzerkrankungen. Tatsächlich wurde gefunden, dass ein Viertel der Patienten mit den höchsten Omega-3-Fettsäurewerten auch die wenigsten Telomerverkürzungen im Untersuchungszeitraum aufwiesen und das Viertel mit den geringsten Werten die stärksten Telomerverkürzungen.

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Eine Menge Korrelationen bei vielen unterschiedlichen Erkrankungen und Symptomen, die mit dem Altern zusammen hängen. Eine Kausalität ist aber bei keiner der beobachteten Zuammenhänge direkt gezeigt und so kann man wohl sicher davon sprechen, dass die Telomerlänge, beziehungsweise deren Veränderung über eine Zeit ein Biomarker für das Altern ist, ein ursächlicher Zusammenhang zwischen Telomerlänge und dem biologischen Alter kann auf Basis dieser Daten jedoch nicht hergestellt werden. Elisabeth Blackburn weiß das selbstverständlich, und sie hat es auf zwei Folien in ihrem Vortrag auch deutlich gemacht. Beide sind hier im Blogpost eingebunden.

Ich gehe jetzt direkt nach Hause und erst mal eine Runde Joggen. Blackburn hat nämlich auch erwähnt, dass Menschen unter chronischem Stress die Verkürzung der Telomere abpuffern können – durch regelmäßigen Sport.


Lifestyle, stress and telomeres – biomarkers or an elicitor of ageing

Long telomeres correlate with many remaining years of healthy life. The telomerase activity is increased when there is acute stress. For the discovery and study of telomeres and the telomerase, which are being established as biomarkers for ageing, Elisabeth Blackburn received the Nobel Prize in 2009. How much of the observed relations is correlation, how much is causality?

Last year, Elisabeth Blackburn has won the Nobel Prize for medicine for her research regarding the endings of the chromosomes, which are called telomeres, and for the discovery of the telomerase, an enzyme responsible for the elongation of the telomeres. Last october, in the course of the awarding of the Nobel Prize, I have already written two articles on telomeres and the telomerase: “Nobelpreis für Medizin 2009 für die Forschung an Chromosomenenden” (Nobel Prize for Medicine 2009 for the Research on Chromosome Endings) and “Krebs, Ageing und die Rolle der Telomerase” (Cancer, Ageing and the Role of the Telomerase). The basic concepts can be found there (the articles are in German).

To put it simple: The chromosome endings are getting a bit shorter with every cell division. The telomerase compensates for this by elongating the chromosomes again. The telomerase has different levels of activity depending on the cell type. In cells which still often undergo cell division, i.e. germ cells and stem cells, but also tumor cells, it is highly expressed. In somatic cells on the other hand, there is only a low level of telomerase activity. Because of this, the chromosome endings of these cells are continuously growing shorter, until the cells stops dividing altogether or the affected cells die.

Thus, the telomerase activity in cells is in an equilibrium: Too much telomerase immortalises cells and is often accompanied with cancer, too little telomerase makes cells age and leads to cell death. Blackburn has touched another point concerning the length of the telomeres and the function of the telomerase. A point with the potential to make the headlines:

Environmental factors and the living conditions influence the length of the telomeres and the activity of the telomerase.

The telomere length is a biomarker for ageing and can be measured relatively easily by using PCR-based methods. Blackburn and her colleagues have measured the length of the telomeres in older persons in a major cohort study. The analysis showed that the length of the telomeres is not directly correlated with the length of life. They did however find a correlation with the remaining years of healthy life. According to this, the telomere length is no use as a biomarker for the actually remaining life-time, but it is an indicator of healthy ageing.

In another study with 44 female participants the influence of psychological stress on telomerase activity was examined. 22 of the women were continuously exposed to psychological stress. They were caring for dementia patients. The other half of the participants served as a control group with generally low stress-levels.

The participants of the study were exposed to stress for a short time under laboratory conditions and afterwards the level of telomerase activity was measured in blood-cells. Generally, the telomerase baseline activity was found to be lower in the women with high daily levels of stress. The stress response on the other hand was the same in both groups: On average, there was an 18% higher telomerase activity (p<0.01). The heightened activity of the telomerase was correlated with a heightened secretion of cortisol. Blackburn mentioned another cohort study with about 600 participants with coronary vessel diseases. On an average of six years, the correlation between the amount of omega-3 fatty acids in the blood and the changes in telomere length was analysed. High amounts of omega-3 fatty acids in the blood correlate with longer life in patients with coronary heart diseases. In fact, it was found that the quarter of the patients with the highest amounts of omega-3 fatty acids also showed the least shortening of the telomeres during the period of the study and the quarter with the lowest levels showed the strongest shortening of the telomeres.

There are a lot of correlations in many different diseases and symptoms related to ageing. However, a causality has not directly been shown in any of the observed relations and thus it is surely possible to talk about telomere length (or rather its changes over a certain period of time) being a biomarker for ageing, but a causal connection between telomere length and biological age cannot be inferred from this data. Of course, Elisabeth Blackburn knows this and she has made it clear on two of her slides in her presentation. Both of them are embedded in this blogpost.

Now, I am going to go straight home and the first thing I will do then is to go jogging. After all, Blackburn also mentioned that people with chronic stress can buffer the shortening of the telomeres – by regularly doing exercise.

Translation: Henja Wehmann

flattr this!

Kommentare (13)

  1. #1 Arnd
    6. September 2010

    Sehr informativ! Ich habe mich schon lange für Telomerase interessiert. Bin aber nur biologischer Laie. Es gibt einen Anbieter im Internet der Telomerase zur Lebensverlängerung anbietet. Ich bin sehr skeptisch. Das Wundermittelchen heisst “Reneuve”. Kannst du mal deine Expertenmeinung dazu sagen?

    http://www.reneuve.com/page10.html

    Die haben jede Menge tolle “Testimonials”, könnten aber natürlich Fakes sein.

  2. #2 wilko0070
    6. September 2010

    “… ein ursächlicher Zusammenhang zwischen Telomerlänge und dem biologischen Alter kann auf Basis dieser Daten jedoch nicht hergestellt werden.”

    Man muss sich klar machen, dass es bisher keine plausible Erklärung für die Ursache des Alterns gibt!
    Niemand kann erklären, warum sich die Telomere verkürzen.

  3. #3 Alexander
    6. September 2010

    @Arnd: Ich würde mir (leider, denn wer würde nicht gern länger leben) nicht allzu viele Hoffnungen machen. Sehen wir mal von den vielen Problemen ab, die Telomerase erst in den Körper zu kriegen, dann auf wirklich alle Zellen zu verteilen (sonst würden ja Teile deines Körpers unterschiedlich schnell altern), in die Zellen reinkriegen (was schon für viel kleinere Moleküle als so ein großes Protein schwer ist), und dann in der Zelle noch in den Zellkern. Dabei muss die Telomerase natürlich aktiv bleiben.
    Aber wie gesagt, sogar wenn wir annehmen das funktioniert alles. Dann hast du letzten Endes ein großes Problem, denn die Telomerase ist aus gutem Grund in den meisten Zellen unseres Körpers inaktiv. Tobias hat es oben ja schon gesagt: Eine aktive Telomerase verhindert das Verkürzen der Telomere mit jeder Zellteilung. Zellen mit aktiver Telomerase können sich also unbegrenzt vermehren. Und das ist eins der Merkmale von Krebszellen. Wollte ich nicht unbedingt freiwillig in meinen Körper lassen…

    @wilko0070:

    Niemand kann erklären, warum sich die Telomere verkürzen.

    Ähh, doch! Erklärungen gibts unter anderem bei Tobias, bei mir und nochmal bei mir.

  4. #4 wilko0070
    6. September 2010

    “Auf der einen Seite verhindert die natürliche Kürzung der Telomere, die bei jeder regulären Zellteilung auftritt, als eine Art Sicherung, dass sich Zellen, die im Laufe ihres Lebens mögicherweise Mutationen angesammelt haben, sich dauerhaft Teilen.”

    “Auf der Anderen Seite fungiert die Telomerase als eine Art Jungbrunnen für Zellen, die sich noch sehr oft in ihrem Leben teilen müssen.”

    Ja, was denn nun? Kürzung der Telomere zur Verhinderung von Mutationsweitergaben oder (Fast-)Nicht-Kürzung der Telomere zur Jungerhaltung von bestimmten Zellen (werden bei diesen Zellen etwa keine Mutationen weitergegeben?).
    Also: wenn der Hahn kräht auf dem Mist, werden die Telomere gekürzt oder nicht!

    Wie ich schon oben erwähnte: warum und mit welcher Geschwindigkeit Telomere gekürzt werden, kann bis heute NIEMAND erklären!

  5. #5 Dennis G.
    6. September 2010

    @wilko0070:

    Beides ist korrekt und kommt zur selben Zeit vor. Es ist vom Zelltyp und deren Aufgabe abhängig.

    In somatischen Zellen ist es sinnvoll die Telomerase zu unterdrücken, um unkontrolliert wachsende Zellen und Mutationen zu verhindern. In Keim- und Stammzellen werden die Zellen durch eine erhöhte Telomeraseaktivität am Leben erhalten, was allerdings gleichzeitig die Mutationsrate erhöhen kann, allein durch die längere Laufzeit. Ha! Ist ja fast wie bei AKWs ^^ Je länger am Netz, desto gefährlicher.

  6. #6 Frenk
    6. September 2010

    [Ironie] Wie jetzt? Rauchen wird mit keiner Silbe erwähnt? Nicht mal eine kleine Korrelation? Dabei gehört Rauch zu environmental und life style gleichzeitig. Ich sehe schon den Aufdruck auf der Packung: “Rauchen verkürzt ihre Telomere”. Ach nein, wenn Rauchen psychischen Stress reduziert, wäre es doch genau umgekehrt. Hmm. Sofort einen Forschungsantrag schreiben und Geld beantragen. Gibt sicher ein paar Medizinerdissen. [Ironie Ende]

  7. #7 YeRainbow
    6. September 2010

    Rauchen vermindert den Streß nur dem Anschein nach (Wahrnehmungsproblematik), in echt erhöht er den sogar.

  8. #8 Arnd
    7. September 2010

    @Alexander: Eine Krebszelle produziert mehr Telomerase. Das heisst im Umkehrschluss keinesfalls dass Telomerase Krebs erzeugt, sonst wären ja alle Keimzellen Krebszellen.
    Aber ich hab ja selber schon gesagt dass ich skeptisch bin… ich glaube die haben ihre Testimonials gefaked.

  9. #9 Jens Mander
    26. September 2010

    @Alexander: Es muss ja nicht die Telomerase in alle Zellen transportiert werden! Tatsächlich haben nämlich alle Zellen bereits ein Gen für dieses Enzym. Dessen Expression wird jedoch unterdrückt. Man muss also “lediglich” dafür sorgen, dass der genetische Inhibitor abgeschaltet wird; dann produzieren alle so behandelten Zellen Telomerase. Vielleicht ist es ja nicht einmal notwendig, diese Modifikation mit pharmakologischen Mitteln vorzunehmen.

  10. #10 Alexander
    26. September 2010

    @Jens Mander:
    Dass jede Körperzelle ein Telomerasegen besitzt ist mir schon klar. Es ist trotzdem nicht so einfach, die auch aktiv zu kriegen. Um mal ein wenig technisch zu werden, am einfachsten kriegt man small molecules in die Zellen. Die werden aber fast ausschließlich eingesetzt, um die Fehlfunktion von Proteinen zu unterdrücken. Auf Anhieb fällt mir kein Ansatz ein, wo man mit Hilfe von small molecules die Expression eines Gens angeworfen hätte. Alle anderen Möglichkeiten – Peptide, RNAs, Viren,… – stehen dann wieder vor dem Problem, alle Gewebe des Körpers gleichmäßig zu erreichen. Siehe die Schwierigkeiten bei der Gentherapie.
    Dann ist die Inaktivität der Telomerase nicht nur in einer geringen Expression begründet. Es gibt Belege, dass miRNAs hinter der mRNA der Telomerase her sind. Es gibt die sogenannte TERRA – ein RNA-Molekül, das komplementär zur Template-RNA der Telomerase ist und durch Basenpaarung die Aktivität der Telomerase unterdrückt.
    Da ist aber noch nicht mal alles. Die Aktivität der Telomerase ist eine quantitative Sache. Es reicht einfach nicht, sie nur aktiv zu kriegen, und dann klappt das schon. Zu viel Aktivität kann nämlich nach hinten losgehen, z.B. mit Krebs. Und die Telomerase steht nicht alleine da, sie ist in ein großes Netzwerk mit vielen anderen Proteinen eingebettet, die auch gestört werden können. Mir fallen auf Anhieb mindestens 50 Proteine ein, die ich nicht unbedingt in ihrer Aktivität stören wollte, weil sie die Grundlage für die Genomstabilität an sich darstellen. Beispielsweise KU70, BLM, WRN, ATM, ATR.
    Ich bleibe deshalb weiterhin lieber skeptisch, was die wundersame Heilung des Alterns von Menschen angeht.

  11. #11 Frank de Zwaan
    29. August 2012

    Älter werden ist stark abhängig von der Länge Ihrer Telomere. Während des Alterungsprozesses, werden Ihre Telomere immer kürzer. Telomerase ist ein Enzym, das Ihre Telomere aktiviert. Mehr Telomerase steht als Synonym für längere Telomere. Längere Telomere stehen demnach für eine längere Lebensdauer.

    TA-65 ist ein auf Wissenschaft basierendes Anti-Aging-Produkt, das mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde. TA-65 ist ein bewährter Telomerase-Aktivator, der durch das Kalifornische Biotech-Unternehmen Geron entdeckt wurde.

    Benutzer von TA-65 haben statistische signifikante Verbesserungen in u.a. ihrem Immunsystem, der Knochendichte, der sexuellen Leistungsfähigkeit und mehreren anderen Bereichen festgestellt. TA-65 jetzt auch in der D-A-CH Region erhältlich. Mehr erfahren unter

    link editiert. Bitte mein Blog nicht als Werbeplattform für dubiose Produkte missbrauchen. Tobias, 29.8. 1!:05

  12. #12 Frank de Zwaan
    30. August 2012

    Vielen Dank für den Hinweis. Selbstverständlich sollte jeder seiner eigenen Recherche durchführen. Viele Vorteile von TA-65 haben sich bereits Nachweisen lassen und es gibt inzwischen auch immer mehr Ärzte die Ihrem Patienten dieses Produkt verschreiben.

  13. #13 WeiterGen
    30. August 2012

    Frank de Zwaan.

    Es gibt keine Mediamente, die Cycloastrangenol (TA-65) als Wirksubstanz enthalten, somit können diese auch nicht von “immer mehr Ärzten” verschrieben werden.

    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=Cycloastragenol

    TA65 mag möglicherweise in Zellkulturen die Telomeraseaktivität erhöhen , so wie andere Telomeraseaktivatoren auch, es gibt jedoch keinerlei klinische Studien zu der Chemikalie. Es soll hier auch nicht unterwähnt bleiben, dass rund 90% aller Tumorzellen eine erhöhte Telomeraseaktivität haben.

    Weitere Kommentare von dir werden gelöscht, es sei denn, du verlinkst peer-reviewte klinische Studien, die deine Aussagen über die Wirksamkeit stützen.