Wenn es darum geht, älter zu werden und dennoch gesund zu bleiben, ist die Autophagie von Zellen ein grundlegender Mechanismus. In diesem Prozess des "sich selbst Fressens" werden beschädigte zelluläre Bestandteile wie Proteine und Organellen abgebaut und entfernt. Damit das funktioniert, müssen die Zellen bestimmte Fettmoleküle bilden können, haben Forscher der Uni Graz erkannt.
Wird der permanente zelluläre Reinigungsprozess im Laufe des Lebens gestört oder beeinträchtigt, lagert sich der zelluläre Müll in der Zelle ab und hindert diese daran, reibungslos zu funktionieren. Das wiederum wird mit Demenz, Diabetes, Atherosklerose und auch dem Auftreten von Tumoren in Verbindung gebracht, schilderte Tobias Eisenberg vom Institut für Molekulare Biowissenschaften an der Uni Graz im Gespräch mit der APA. Eisenberg hat mit seinem Team an der Uni Graz anhand des Modellorganismus der Hefe nachgewiesen, dass die Zellen imstande sein müssen, bestimmte Lipide - also Fettmoleküle - zu produzieren, damit der Selbstreinigungsprozess tatsächlich funktionieren kann.
Bei geblockter Lipidgenese keine Autophagie
"Die fehlerhaften Proteine und anderen Zellbestandteile werden von Membranen umschlossen und in den Magen der Zelle, die Vakuole, gebracht. Diese Membranen bestehen aus Lipiden, die zuerst produziert werden müssen", erläuterte Eisenberg gegenüber der APA. Wenn die Lipidgenese geblockt ist, gibt es keine Autophagie, lautete daher die Annahme der Forscher, die nun auch belegt werden konnte.
Bereits vor mehreren Jahren hat ein Team um Frank Madeo und Tobias Eisenberg einen "Schalter" auf molekularer Ebene entdeckt, der den Zellreinigungsprozess steuern kann: Acetyl-Coenzym A (Acetyl CoA). Zuletzt haben sich die Forscher einen weiterführenden Aspekt, die Acetyl-CoA Carboxylase (Acc1) näher angesehen. Sie wurde bereits in einen Zusammenhang mit der Fettsäure-Biosynthese gebracht.
Hefen mit deutlich erhöhter Sterberate
In ihren jüngsten Versuchen haben die Forscher Hefen, die aufgrund einer Hemmung der Acc1 nur eingeschränkt Lipide selbst produzieren konnten, näher untersucht: Sie zeigten während des Alterns tatsächlich eine unperfekte Autophagie und eine deutlich erhöhte Sterberate. Im Lichtmikroskop konnten die Forscher auch optisch erkennen, dass die Zellen keine bzw. eine geringe Autophagie betreiben. "Zellen mit gestörtem Fettstoffwechsel und Autophagie-Defekt scheitern beim Transport der markierten Proteine in die Vakuole und altern schneller", beschrieb Eisenberg.
Die Aktivierung der Acc1 hat hingegen die Autophagie-Kompetenz alternder Zellen gesteigert. "Das ist ein wichtiger Aspekt für unser Wissen rund um diesen Recycling-Prozess und rückt die Bedeutung der Lipogenese, also der Neubildung von Lipiden, in ein neues Licht", hielt der Grazer Forscher fest. Ihre jüngsten Ergebnisse würden für einen "weitgehend lipidabhängigen Prozess der Autophagie-Regulation stromabwärts von Acc1", sprechen, halten die Forscher in der aktuellen Ausgabe des "Journal of Biological Chemistry" fest.
Die Wissenschafter gehen davon aus, dass ihre Entdeckung auch für Stoffwechselstörungen relevant sein könnte. Den genauen Zusammenhang wollen sie in weiteren Studien in entsprechenden Krankheitsmodellen klären.
(APA)