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““Wunderenzym Telomerase?””
von Jason
Ich bin Wissenschaftsblogger auf Spektrograph.com, 12 Jahre alt und interessiere mich für alle Themen rund um Naturwissenschaften. Ich bin auch Sieger des Grimme Online Awards 2017, mit meinem Podcast Radiorebell, den ich zusammen mit meinem Papsi mache. Dieser ist übrigens dieses Jahr 40 geworden. Damit sind wir auch schon beim Thema:
„Oh Gott, ich werde 40 und dann ist es auch nicht mehr weit zur fünfzig.“ Wer kennt es nicht? Das Drama um den 40. Geburtstag. Denen, den das bekannt ist, ist hiermit geholfen. Es geht um unseren potentiellen Schlüssel zur Verlängerung des menschlichen Lebens. Wissenschaftler sind gespalten. Schuld daranmist ein Enzym. Die Rede ist von Telomerase. Es handelt sich dabei um ein Enzym, welches den Altersprozess des Menschen verlangsamt. Wie tut es das? Was bedeutet überhaupt altern? Welche geheime Schattenseite hat das vermeintliche Wunderenzym und ist es wirklich der Schlüssel zur Unsterblichkeit? Wann wird Entwicklung zu altern? Macht das große Drama um die 40 Jahre-Marke wirklich Sinn? Es gibt viele offene Fragen. Ich möchte natürlich keine Wörter mit 50 Buchstaben verwenden, bei denen ich selber noch mal nachsehen muss, wie sei denn nochmal hießen. Deswegen versuche ich einfach und bildlich zu bleiben, dass Thema jedoch trotzdem ausführlich zu behandeln.
In einer menschlichen Zelle befinden sich 46 Chromosomen, welche aus DNA bestehen. Einzelne Abschnitte der DNA heißen Gene. Pro Zelle gibt es zwei Chromosomensätze: Einer von der Mutter und einer vom Vater. Ein Chromosomensatz enthält 23 Chromosomen. Doch darum soll es gar nicht so lange gehen. In diesem Beitrag geht es um die kleinen und unauffälligen Enden der Chromosomen, die Telomere (Telos: Ende, Meros: Teil). Sie enthalten weder besonders wichtige Erbinformationen oder Gene, noch irgendetwas anderes wirklich wichtiges. Dafür erfüllen sie einen wichtigen Zweck. Eine menschliche Zelle kann sich im Durchschnitt 40 Mal Teilen, bevor die Qualität der Zellteilung nachlässt. Theoretisch ist auch etwas mehr möglich, bis zu 52, nach der Hayflick-Grenze. Nach jeder Zellteilung sind die Telomere etwas kürzer, bis sie schließlich eine kritische Länge erreicht haben. Dann wird die Apoptose (der programmierte Zelltod) eingeleitet. Doch hier kommt die Telomerase ins Spiel. Sie verlängert diese Telomere wieder. Doch sie kommt nicht so schnell hinterher, denn es entstehen zu viele Schäden an den Telomeren. Nun haben Wissenschaftler – im Labor, muss man immer dazu sagen – erstmals diese Zellen mit Telomerase wieder „jünger machen“. Wie ich schon etwas angedeutet habe, verhalten sich Zellen im Labor natürlich anders als im Körper. Also, was würde passieren, wenn wir es schaffen, das selbe Verhalten, welches die Zellen im Labor hatten, auch im Körper zu erzielen?
Dies sind zwei Chromosomen. Die Enden der Chromosomen sind die Telomere (Bild: Public Domain)
Wir könnten unser Leben um bis zu 30 Jahre verlängern. Das wäre ein unglaublicher Fortschritt. Doch es ist eben nur ein kleiner Teil des komplexen Prozesses des Alterns. Über die Jahre passieren nämlich jede Menge Pannen. Umwelteinflüsse und weiteres können die Telomere ebenfalls verkürzen. Man gliedert den Alterungsprozess in primären und sekundären Alterungsprozess. Ersterer wird durch die natürliche Verkürzung der Telomere hervorgerufen. Der sekundäre Alterungsprozess wird durch Umwelteinflüsse hervorgerufen oder durch den Konsum schädlicher Substanzen. Er gibt die maximale Lebenserwartung eines Individuums (w) an. Der sekundäre Alterungsprozess gibt an wie viel von w erreicht wird. Das ist die Begründung dafür, weshalb manche Leute, mit einem gesunden Lebensstil weniger alt werden, als andere. Wenn w 70 Jahre beträgt, kann ein Mensch auch nicht älter als 70 werden, egal wie gesund sie Leben. Das sekundäre Altern ist durch die Gene geprägt, da kann man nichts gegen tun. Oder möglicherweise doch? Wie schon gesagt, die Telomerase kann die Telomere in begrenztem Umfang wieder herstellen. Wenn man also es schafft, die Zellen auf diese Weise jünger zu halten, hat das jedoch einen entscheidenen Haken. Denn die Natur hat dieses System nicht zum Spaß entwickelt.
Wieso zerstören sich die Zellen nach einer bestimmten Anzahl an Zellteilungen selbst? Neben der Tatsache, dass Unsterblichkeit für eine Spezies im Ganzen relativ hinderlich ist und das Ziel der Evolution ist, die Art am Leben zu erhalten, ist die Telomerase auch mit Vorsicht zu genießen. Denn wenn Zellen zu alt werden und nicht absterben, werden sie zu Krebszellen, welche sich unkontrolliert vermehren. Deshalb sterben Zellen aus, bevor sie zu Krebszellen werden und werden damit an der Mitose, also an der Zellteilung gehindert. Telomerase könnte also ironischer Weise tödlich sein. Bis diese Technik im menschlichen Körper angewendet werden kann, sind wohl noch viele Fortschritte nötig. Wenn Zellen zu stark beschädigt werden, begehen sie sozusagen Selbstmord. Sie löschen sich selbst aus, um das Nachbargewebe nicht zu beschädigen. Das nennt sich, wie oben schon beschrieben Apoptose. Weniger rücksichtsvoll ist die Nekrose. In diesem Fall sagen die Zellen, ihren gesunden Nachbarn, dass es Zeit ist zu sterben. So kann es zu riesigen Arealen von abgestorbenen Zellen kommen. Bevor so etwas passieren kann, sterben die meisten Zellen aus, daher hat sich die Natur das Altern „ausgedacht“.
Nachdem, die Hayflick-Grenze überschritten wurde, werden die Zellen seneszent. Fakt ist, dass die meisten Zellen im Alter von ungefähr 40 Jahren seneszent werden. Daher kommt vielleicht dieses Drama. Natürlich beginnt die Seneszenz nicht von heute auf morgen. Sie ist wie die Entwicklung zum Erwachsenen, nur umgekehrt. Nach der Geburt beginnt die Entwicklung, die bis ungefähr 40 andauert. Danach beginnt die Seneszenz,in der die Vitalität wieder sinkt. Altern und Seneszenz sind nicht das Selbe. Altern beschreibt auch den Entwicklungsprozess in der Kindheit. Es beginnt mit dem Beginn des Lebens, also der Verschmelzung von Spermium und Eizelle und endet erst mit dem Tod. All das fällt unter Altern, Seneszenz beschreibt aber nur den Verfall des Körpers, sobald die Vitalität beginnt zu sinken. Eine Zelle wird seneszent, wenn sie sich oft genug geteilt hat. Wenn viele Zellen seneszent werden wird dies auch der Körper und er verfällt. Sehr lange stellen Stammzellen Nachwuchs für die verfallenen Zellen bereit. Stammzellen sind ein offenes Blatt Papier. Aus ihnen können Leber-,Blut und Hautzellen werden. Wenn kein Nachschub mehr kommt, können die Zellen trotzdem noch sehr lange weiterleben, verlieren aber an Qualität. Der Organismus altert. Es ist ein großer Schutz für den Körper, denn wenn sich beschädigte Zellen teilen, verbreiten sie ihren Fehler. Wie ich schon oben erklärt habe können dann verschiedene Dinge passieren. Meistens fällt sie einfach den Ruhezustand und stirbt schließlich.
Die Forschung der Unsterblichkeit steht erst ganz am Anfang. Es gibt mittlerweile ein Medikament, welches die Telomere, mithilfe der Telomerase wieder verlängert. Es trägt den wenig einprägsamen Namen TA-65®. Wir wissen Telomerase birgt Chancen und Risiken. In Zukunft wird es noch viel wirksamere Medikamente geben, die Telomere langfristig verlängern. Wer weiß? Vielleicht haben wir bis dahin auch eine Lösung ohne sämtliche Nebenwirkungen gefunden. Wir werden womöglich Zeitzeugen dieser aufregenden Entwicklung sein, ob es uns gefällt oder nicht.
Sicher ist, dass dieses Drama um den vierzigsten Geburtstag wohl etwas übertrieben ist.
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