Die Suche nach den Methusalem-Genen
Das Altern und seine Ursachen erforschen
Der Prozess des Alterns verläuft höchst individuell: Wenngleich es mit zunehmender Lebensdauer verbreitet zur Einschränkung einzelner Körperfunktionen kommt, der Mensch gehäuft an Diabetes, Krebs oder Alzheimer erkrankt - ein allgemeingültiges Muster der Alterung ist bislang nicht auszumachen. Um das Phänomen des Alterns hat sich mittlerweile eine eigene Wissenschaft herausgebildet.
Verendet manche Fliege binnen Stunden, wird der Mensch heute durchschnittlich an die 80 Jahre alt, mancher bei guter Gesundheit sogar hundert und mehr. Was wiederum nicht annähernd an den Grönlandwal oder die mitunter mehr als 250 Jahre alte Aldabra-Schildkröte heranreichen kann, geschweige denn an den kalifornischen Sequoia-Baum, der dem Tod glatt bis zu 4000 Jahre trotzt. Welche Gesetzmäßigkeiten der Biologie wirken da? Was sind die Mechanismen des Alterns, was die Faktoren für Langlebigkeit?
Der demographische Wandel: Die alternde Gesellschaft lebenswert gestalten
Auffallend ist, dass die Spezies Mensch in den letzten eineinhalb Jahrhunderten immer älter geworden ist. Und die Lebenserwartung steigt weiterhin kontinuierlich und zwar für jeden neuen Jahrgang um drei Monate. Seit 1840 ist diese streng lineare Tendenz belegt. 40 Jahre hat die Menschheit so seither gewonnen - und ein Ende der Lebensverlängerung ist nicht in Sicht. Bereits um 2060 soll die durchschnittliche Lebensdauer bei hundert Jahren liegen. Die alternde Gesellschaft wird so zu einer zentralen Herausforderung des 21. Jahrhunderts, denn mit zunehmender Lebenserwartung könnte auch ein Anstieg altersbedingter Erkrankungen und Behinderungen einhergehen.
"Wenn es möglich wäre, die jeweiligen Krankheitserscheinungen im Altersprofil nur um ein bis drei Jahre pro Jahrzehnt hinauszuzögern, würde ein weiterer Anstieg erkrankter Personen in der Bevölkerung verhindert werden", erläutert die Biologin Almut Nebel. Dafür müssen neben Umweltfaktoren vor allem die genetischen Ursachen des Alterns identifiziert werden. Zusammen mit den spezifischen Lebensbedingungen beeinflussen diese Parameter nach heutigem Wissensstand die Lebenserwartung.
Es gibt sie: Die Gene, die für längeres Leben bürgen
Modellorganismen haben bereits den Beweis geliefert, dass einzelne genetische Konstellationen lebensverlängernde wie auch -verkürzende Effekte haben. Beim Fadenwurm Caenorhabditis elegans konnte für das Gen mit der Kennung "daf-2" zweifelsfrei nachgewiesen werden, dass es das Altern im Wurm dirigiert. Es steht offenbar am Anfang einer Ereigniskette, sendet eine initiale Botschaft an Rezeptoren aus, die das Signal weitergeben, bis schließlich mehrere hundert andere Gene an der Interaktion mitwirken. Wird "daf-2" ausgeschaltet, lebt der Wurm prompt doppelt so lang. Ähnliche Manipulationen im Erbgut, beispielsweise bei Mäusen, Hefe oder Fliegen, belegen die lebensverlängernden Effekte einzelner Genvarianten.
Von Würmern und Menschen
Wenn es auf den ersten Blick auch nicht so scheint: Genetisch sind sich Mensch und Wurm durchaus ähnlich. Auch der Homo sapiens verfügt über "daf-2", allerdings sind bei der humanen Spezies daraus im Gegensatz zum Wirbellosen über Jahrmillionen zwei Gene entstanden. So können die Erkenntnisse aus dem Tierversuch denn auch nicht einfach auf den Menschen übertragen werden. Sie geben vielmehr Anhaltspunkte, wo die Forscher im schier unendlichen Labyrinth des Genoms weiter suchen können. Bisher ist erst ein Gen bekannt, das die Lebenserwartung des Menschen beeinflussen kann. So erhöht die sogenannte Epsilon-4-Variante des Apolipoprotein-E-Gens (APOE), das Risiko von Alzheimer oder Koronaren Herzerkrankungen betroffen zu sein, um das Vier- bis Fünffache. Die Epsilon-2-Variante desselben Gens senkt umgekehrt das spezifische Krankheitsrisiko. Und diese Gen-Mutation kommt bei Menschen, die auf den 100. Geburtstag zugehen, wesentlich häufiger vor als in der Gesamtbevölkerung.
Körpereigene Reparaturprozesse aktivieren
Inzwischen hat sich international ein Wettlauf von Wissenschaftlern entwickelt, wer nach dem APOE-Gen das nächste Gen beim Menschen mit Einfluss auf die Lebenserwartung sicher identifiziert. Doch der wissenschaftliche Ehrgeiz ist für die "Forschungsgruppe Gesundes Altern" keinesfalls Selbstzweck: Die Kieler Wissenschaftler wollen mit dem umfassenden Verständnis des menschlichen Alterungsprozesses in erster Linie neue Ansätze für die Behandlung von Krankheiten, die bislang vornehmlich im fortgeschrittenen Lebensalter auftreten, entwickeln. So könnten aus Erkenntnissen über die genetischen Ursachen schwerer Erkrankungen Mechanismen zur gezielten Aktivierung körpereigener Reparaturprozesse abgeleitet oder auch Risikogene für bestimmte Krankheitsbilder ausgeschaltet werden. "Die Altersforschung", sagt der Direktor des Instituts für Klinische Molekularbiologie, Stefan Schreiber, "kann damit perspektivisch ein Altern bei möglichst lang andauernder Gesundheit und entsprechender Lebensqualität ermöglichen - und so einen wichtigen politisch gestalterischen Beitrag leisten, um der Überalterung der Gesellschaft adäquat begegnen zu können."