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Forschungs-Offensive gegen Zellalterung

Insilico Biotechnology und seine Partner erforschen in einem groß angelegten Verbundprojekt, wie reaktive Sauerstoffspezies auf Zell- und Gewebeniveau Alterungsprozesse in Gang setzen und wie diese zu unterbinden wären. Mithilfe von Biomarkern sollen die Prozesse erkennbar gemacht werden und es sollen molekulare Zielstrukturen identifiziert werden, an denen gezielt Wirkstoffe angreifen können, um die Alterung aufzuhalten.

Das Rätsel Altern ist nicht nur für Forscher ein Thema. © BioRegio STERN

Lassen sich Alterungsprozesse aufhalten und vielleicht sogar verhindern? Eine Gruppe deutscher Wissenschaftler ist diesem alten Traum der Menschheit mit dem neuen systembiologischen Verbundprojekt OXISYS auf der Spur. Es gibt zahlreiche Hinweise, dass reaktive Sauerstoffspezies (ROS, Reactive Oxygen Species), etwa in Form freier Radikale, den Stoffwechsel auf zellulärer Basis so beeinflussen, dass Alterungsprozesse ausgelöst und/oder verstärkt werden. Die entsprechenden Signalwege und Reaktionsketten sollen nun erstmals lückenlos in einem ganzheitlichen Ansatz aufgeklärt werden. Das liefert die Grundlage, um Moleküle zu identifizieren, die speziell im Verlauf dieser Prozesse entstehen. Sie könnten als Biomarker dienen, um ROS-bedingte Alterungsprozesse klinisch zu diagnostizieren. Außerdem wollen die Projektpartner molekulare Zielstrukturen ausfindig machen, an denen pharmazeutischer Wirkstoffe angreifen können, um die Prozesse zu stoppen oder wenigstens zu verlangsamen.

InsilicoBiotechnology begleitet das gesamte Projekt mit seiner Kompetenz zur Modellierung und Simulation von Stoffwechsel und Signalübertragung sowiederengenomischer Grundlage. Auf experimenteller Seite werden ROS-bedingte Alterungsprozesse sowohl im Tiermodell als auch in tierischen und humanen Leberzellkulturen untersucht. Die Ergebnisse gehen bei Insilico in die Feedback-Schleife, wodurch weiteren Experimenten der Weg gewiesen wird. So entsteht eine Forschungskette, die immer genauere Ergebnisse zum Ablauf der ROS-bedingten Alterungsprozesse liefert. Die dynamischen Insilico-Netzwerkmodellehelfen auch dabei, alterungsbedingte Änderungen im Leberstoffwechsel erstmals umfassend zu quantifizieren. »Wir nutzen unsere Technologie-Plattformund Höchstleistungscomputer, um schnell und zuverlässig Voraussagen zu alterungsrelevanten Stoffwechsel- und Signalwegen zu treffen. Da wir die Modelle laufend mit neuen experimentellen Daten ergänzen, sind wir in der Lage, jeweils hochgenaue Ausgangsdaten für die nächsten Schritte zu liefern«, sagt Insilico-Vorstand Klaus Mauch.

Ein ganz wesentlicher Schritt geht bereits in Richtung therapeutischer Anwendung: Insilico simuliert die Auswirkungen verschiedener potenzieller Wirkstoffe auf die ROS-assoziierten Alterungsprozesse. Es gibt bereits vielversprechende Kandidaten, die zum Beispiel bestimmte Enzymaktivitäten beeinflussen und deren Wirkung auchan Leberzellkulturen und im Tiermodell getestet werden soll. Insilico adaptiert die Ergebnisse und integriert die Daten in die Simulationen des menschlichen Stoffwechsels.

Das Gesamtprojekt wird vom BMBF im Rahmen der Forschungsinitiative »GerontoSys II« für zunächst drei Jahre aus Bundesmitteln unterstützt.Insilico Biotechnology ist einer von zwei Industriepartnern, beteiligt sind außerdem Forschungsgruppen aus Berlin, Tübingen, Saarbrücken und Jena.

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/pm/forschungs-offensive-gegen-zellalterung