Cynthia Kenyon: Experimente, welche auf längeres Leben hinweisen

Wolltest Du schon immer ein bisschen jünger bleiben, und das Altern auf später verschieben? Dieser Traum existiert sein Urzeiten. Aber Wissenschaftler dachten für lange Zeit, dass das niemals möglich sein würde. Sie dachten, dass man langsam abnützt und man nichts dagegen tun kann -- wie ein alter Schuh. Aber wenn man auf die Natur achtet, sieht man, dass verschiedene Tierarten ganz verschiedene Lebenserwartungen besitzen. Nun, diese Tiere differenzieren sich voneinander, weil sie unterschiedliche Gene besitzen. Das weist darauf hin, dass sich irgendwo in diesen Genen, irgendwo in der DNA Gene für das Altern und die unterschiedlichen Lebenserwartungen befinden. Wenn solche Gene existieren, kann man sich vorstellen, dass wenn man diese Gene in einem Experiment verändert, diese Alters Gene, könnte man das Altern verlangsamen und die Lebenserwartung ausdehnen. Und wenn man das tun könnte, könnte man die Gene für das Altern finden. Und wenn sie existieren und man sie finden kann, könnte jemand sich möglicherweise etwas mit ihnen anfangen.

Also haben wir uns daran gemacht, Gene zu finden, die das Altern kontrollieren. Und wir haben keine dieser Tiere studiert. Stattdessen, studierten wir einen winzigen, kleinen, runden Wurm namens C. elegans, welcher nur so gross ist, wie das Komma in einem Satz. Und wir waren wirklich optimistisch etwas zu finden, denn es existierte ein Bericht über einen langlebigen Mutanten. Also änderten wir nach Zufallsprinzip Gene ab, nach langlebigen Tieren suchend. Und wir hatten das Glück herauszufinden, dass Mutationen, die ein einzelnes Gen namens Daf-2 beschädigten, die Lebenserwartung des kleinen Wurms verdoppelten.

In Schwarz sieht man, nach einem Monat -- sie sind sehr kurzlebig, deshalb studieren wir sie gerne für Studien über das Altern -- in Schwarz, nach einem Monat, sind alle normalen Würmer tot. Aber zu diesem Zeitpunkt, sind die meisten Mutanten Würmer noch am Leben. Und es dauert doppelt so lang, bis alle tot sind. Und nun möchte ich zeigen, wie sie tatsächlich aussehen, in diesem Film hier. So, das Erste, dass ihr sehen werdet, ist der normale Wurm wenn er ungefähr im Studenten Alter ist -- ein junger Erwachsener. Er ist ein eigentlich ganz süsser Genosse. Und als nächstes seht ihr den langlebigen Mutanten, wenn er noch jung ist. Dieses Tier wird doppelt so lange leben. Geht es ihm schlecht? Es scheint nicht so. Er ist aktiv. Man kann keinen wirklichen Unterschied feststellen. Und sie können vollständig fruchtbar sein -- die gleiche Nummer an Nachkommen wie normale Würmer haben.

Nun dürft ihr eure Taschentücher hervornehmen. Ihr werdet sehen, dass in nur zwei Wochen, die normalen Würmer alt sind. Ihr seht hier unten, wie der kleine Kopf sich bewegt. Aber alles andere liegt nur da. Das Tier ist offensichtlich im Altersheim. Und, wenn ihr das Gewebe der Tiere betrachtet, sieht man, wie sie anfangen zu zerfallen. Ihr wisst, sogar wenn ihr noch nie einen dieser kleinen C. elgans gesehen habt -- die meisten von euch haben wahrscheinlich noch keinen gesehen -- dass sie alt sind -- ist das nicht interessant?

Hier ist nun etwas über das Altern, das universal ist. Und hier haben wir nun den Daf-2 Mutanten. Ein Gen von 20,000 wurde modifiziert, und schaut es an. Es ist im gleichen Alter, aber es ist nicht im Altersheim; es geht Ski-Fahren. Das ist, was richtig cool ist: Es altert langsamer. Dieser Wurm braucht zwei Tage, um so viel zu altern, wie der normale Wurm an einem Tag. Und wenn ich Leuten dies erzähle, tendieren sie dazu, an Leute zu denken, welche 80 oder 90 Jahre alt sind, aber wirklich gut für ihr Alter von 90 oder 80 Jahren aussehen. Aber eigentlich ist es eher so: sagen wir, du bist ein 30-jähriger Typ -- oder in deinen 30ern -- und du bist ein Bachelor und gehst mit Leuten aus. Und du triffst jemanden, den du wirklich magst, du möchtest sie gerne kennenlernen. Und ihr seid in einem Restaurant, und du sagst, "Nun, wie alt bist du?" Und sie sagt, "Ich bin 60." So ist es. Und du würdest es nie wissen. Du würdest es nie wissen, bis sie es dir sagen würde.

(Gelächter)

Okay. Also was ist Daf-2 Gen? Wie ihr wisst, Gene, welche Bestandteil der DNA sind, sind Bedienungsanleitungen um Proteine herzustellen, die etwas tun. Und das Daf-2 Gen kodiert einen Hormon Rezeptor. Also was in diesem Bild seht, ist eine Zelle mit einem Hormon Rezeptor in Rot welche den Rand einer Zelle durchdringt. Ein Teil von ihr ist wie ein Baseballhandschuh. Ein Teil davon ist aussen, und es fängt das Hormon, wenn das Hormon eintritt, in Grün. Und der andere Teil befindet sich innen, wo es Signale in die Zelle sendet.

Okay, was sagt nun der Daf-2 Rezeptor dem Inneren der Zelle? Ich habe euch gerade gesagt, dass wenn man die Daf-2 Gen Zelle mutiert, einen Rezeptor hat, der nicht mehr so gut funktioniert; das Tier lebt länger. Das heisst, dass die normale Funktion dieses Hormon Rezeptors das Beschleunigen des Altern ist. Das ist die Bedeutung dieses Pfeils. Er beschleunigt das Altern. Er macht, dass es schneller geht. Es ist, als ob das Tier den Sensenmann in sich selber trägt, und das Altern beschleunigt. Im Vollen und Ganzen ist das äusserst interessant. Das heisst, dass das Altern von Genen kontrolliert wird, und spezifisch von Hormonen. Was für eine Art von Hormonen ist das also? Es gibt viele Hormone. Da wären Testosteron, Adrenalin. Ihr wisst viel über die. Diese Hormone sind Hormonen in unserem Körper ähnlich. Der Daf-2 Hormon Rezeptor ähnelt sehr dem Rezeptor für die Hormone Insulin und IGF-1.

Nun habt ihr sich alle zumindest von Insulin gehört. Insulin ist ein Hormon, dass die Aufnahme von Nährstoffen in das Gewebe fördert, nachdem ihr gegessen habt. Und das Hormon IGF-1 fördert das Wachstum. Diese Funktionen der Hormone waren für lange Zeit bekannt, aber unsere Studien suggerieren, dass sie vielleicht eine dritte Funktion ausübten, über die niemand bescheid wusste -- vielleicht beeinflussen sie ebenfalls das Altern. Und es scheint, als wäre das der Fall.

Nachdem wir unsere Entdeckungen mit dem kleinen C. elegans gemacht hatten, fragten uns Leute, welche mit anderen Tieren arbeiteten, ob wenn man die gleiche Daf-2 Mutation, der Hormon Rezeptor Mutation, in anderen Tieren durchführte, sie länger leben würden. Und das ist der Fall bei Fliegen. Wenn man diesen Hormon Prozess in Fliegen ändert, leben sie länger. Ebenfalls in Mäusen -- und Mäuse sind Säugetiere wie wir. Es ist also ein sehr alter Prozess, denn er muss vor langer Zeit angefangen haben, wenn er in all diesen Tieren noch immer funktioniert. Ebenfalls, ein gemeinsamer Vorläufer liess Leute aufrecht gehen.

Also funktioniert es in Leuten vielleicht auf gleiche Art und Weise. Und dafür gibt es Hinweise. Beispielsweise, es wurde eine Studie durchgeführt, in einer Population von Ashkenazi Juden in New York City. Und wie in jeder anderen Population, lebten die meisten Leute bis zum Alter von 70 oder 80, aber manche wurden 90 oder 100. Und was man herausfand, war, dass die Leute, die bis 90 oder 100 lebten, mit höherer Wahrscheinlichkeit eine Daf-2 Mutation besassen -- das heisst, eine Änderung in den Genen, die den IGF-1 Rezeptor kodieren. Und diese Änderungen führten dazu, dass das Gen nicht so gut funktionierte, wie ein normales Gen. Sie beschädigten das Gen. Das sind also Hinweise, die suggerieren, dass Menschen beeinflussbar durch die Effekte der Hormone für das Altern sind.

Also ist die nächste Frage, natürlich: Gibt es Auswirkungen bezüglich altersbedingter Krankheiten? Um so älter ihr werdet, umso wahrscheinlicher ist es, dass ihr Krebs bekommt, Alzheimer, Herzleiden, alle Arten von Krankheiten. Es stellt sich heraus, dass all diese langlebigen Mutanten all diesen Krankheiten gegenüber resistenter sind. Sie bekommen fast nie Krebs, und selbst wenn, dann nicht mit gleicher Schwere. Es ist also wirklich interessant, und es ergibt einen gewissen Sinn, da sie noch immer jung sind, also warum würden sie Krankheiten bekommen, bevor sie alt würden? Das weist darauf hin, dass wenn wir eine Therapie oder eine einnehmbare Pille haben könnten, die manche dieser Effekte in Menschen replizieren, wir vielleicht einen Weg hätten, diese ganzen verschiedenen altersbedingten Krankheiten zu bekämpfen, alle auf einmal. Also wie kann ein Hormon schlussendlich die Geschwindigkeit des Alterns einschränken? Wie könnte das funktionieren?

Es stellt sich heraus, dass in Daf-2 Mutanten eine Menge Gene in der DNA aktiviert sind, welche Proteine kodieren, die Zellen und Gewebe beschützen, und Schäden beheben. Und die Art und Weise wie sie aktiviert sind, wird von einem regulierendem Protein namens FOXO bestimmt. In einem Daf-2 Mutanten -- ihr seht, dass ich das X durch den Rezeptor gezeichnet habe. Der Rezeptor arbeitet nicht so gut. Unter diesen Umständen, ist das FOXO Protein in Blau in den Nukleus gegangen -- das kleine Abteil hier in der Mitte der Zelle -- und es setzt sich auf ein Gen, verbindet sich mit ihm. Ihr seht ein Gen. Tatsächlich gibt es eine Menge Gene, die sich an das FOXO binden. Und es sitzt einfach auf einem von ihnen.

FOXO aktiviert eine Menge Gene. Und die Gene, die es aktiviert beinhalten Antioxidantien, Gene, welche ich "Karotten-Geber" Gene nenne, deren Proteinerzeugnisse tatsächlich anderen Proteinen helfen, ebenfalls gut zu funktionieren -- sich korrekt zu falten und korrekt zu funktionieren. Es kann sie auch zu den Müllkübeln der Zelle eskortieren, und sie recyclen, sollten sie beschädigt sein. DNA Reparatur Gene sind aktiver in diesen Tieren. Und das Immunsystem ist aktiver. Und viele dieser verschiedenen Gene, haben wir gezeigt, unterstützen die lange Lebensspanne der Daf-2 Mutanten. Es ist also wirklich interessant. Diese Tiere tragen in sich die latente Leistung in sich, länger zu leben, als sie normalerweise tun. Sie haben die Möglichkeit sich selber vor verschiedenen Beschädigungen zu schützen, was, wie wir annehmen, dazu führt, dass sie länger leben.

Was ist also mit den normalen Würmern? Nun, wenn der Daf-2 Rezeptor aktiv ist, dann löst das eine Reihe von Events aus die verhindert, dass FOXO in den Nukleus gelangt, wo die DNA ist. Es kann die Gene nicht aktivieren. So funktioniert es. Das ist der Grund, warum wir keine lange Lebensspanne sehen, bis wir einen Daf-2 Mutanten haben. Aber was bringt das diesem Wurm? Wir denken, dass Insulin und IGF-1 Hormone Hormone sind, die insbesondere unter vorteilhaften Umständen aktiv sind -- in guten Zeiten -- wenn Essen zur Genüge vorhanden ist, und nicht viel Stress in der Umwelt existiert. Dann fördern sie die Aufnahme von Nährstoffen. Man kann das Essen lagern, es für Energie verwenden, wachsen, etc.

Aber was wir denken ist, dass unter stressigen Umständen diese Hormon Level absinken -- beispielsweise, wenn Nahrung begrenzt vorhanden ist. Und das, nehmen wir an, wird von dem Tier als Warnsignal aufgenommen, ein Signal, dass Dinge nicht in Ordnung sind und dass die Schutzwirkung eingeleitet werden sollte. Also wird FOXO aktiviert, das FOXO geht in die DNA, und das die die Fähigkeit der Zelle verbessert, sich selber zu schützen und reparieren. Und deshalb denken wir, dass die Tiere länger leben.

Man kann sich FOXO als Gebäude Inspektor vorstellen. Vielleicht ist er ein bisschen faul, aber er ist da, und kümmert sich um die Instandhaltung des Gebäudes. Aber es zerfällt. Und dann, plötzlich, erfährt er, dass ein Orkan bevorsteht. Also macht er selber eigentlich nichts. Er geht an das Telefon -- wie FOXO in die DNA geht -- und ruft den Dachdecker, Fassadenmonteur, den Maler, den Zimmerer. Und sie kommen alle um das Haus zu verstärken. Und der Orkan kommt durch, und das Gebäude ist in wesentlich besserem Zustand als es eigentlich gewesen wäre. Und nicht nur das, es wird jetzt auch länger stehen, sogar wenn ein weiterer Orkan ausbleibt. Das ist also das Konzept für unsere Vorstellung, wie diese Lebensverlängerung möglich ist.

Die wirklich coole Sache mit FOXO ist, dass verschiedene Formen existieren. Wir haben alle FOXO Gene, aber wir haben nicht exakt die gleiche Form von FOXO Genen. Genau so wie wir alle Augen haben, aber manche von uns haben blaue Augen, und andere haben braune Augen. Und es gibt gewisse Formen des FOXO Gens, die öfter in Leuten des Alters 90 oder 100 vorhanden sind. Und das ist der Fall auf der ganzen Welt, wie man an den Sternen erkennen kann. Und jeder dieser Sterne repräsentiert eine Population wo Wissenschaftler die Frage gestellt haben, "Okay, gibt es Unterschiede in den Typen von FOXO Genen bei Leuten, die eine wirklich lange Zeit leben?" und die gibt es. Wir kennen nicht die Details darüber, wie es funktioniert, aber wir wissen, dass FOXO Gene eine Auswirkung auf die Lebenserwartung von Menschen haben. Und das heisst, vielleicht, wenn wir es ein bisschen modifizieren, dass wir die Gesundheit und Langlebigkeit der Leute erhöhen können.

Das ist wirklich aufregend für mich. Ein FOXO ist ein Protein, dass wir in diesem kleinen, runden Wurm gefunden haben, und die Lebenserwartung beeinflusst, und hier beeinflusst es Lebenserwartung in Menschen. In unserem Laboratorium haben wir versucht Medikamente zu entwickeln, die diese FOXO Zelle aktivieren, und verwenden jetzt dabei menschliche Zellen, um zu versuchen Medikamente zu finden, die das Altern und altersbedingte Krankheiten hinauszögern. Und ich bin wirklich optimistisch, dass dies funktionieren wird.

Es gibt viele verschiedene Proteine, von welchen bekannt ist, dass sie das Alter beeinflussen. Und zumindest für eines von ihnen, existiert ein Medikament. Es gibt eines, das sich TOR nennt, ein weiterer Nährstoffsensor, wie der Insulin Prozess. Und Mutationen, die das TOR Gen beschädigen -- genau wie die Daf-2 Mutationen -- erhöhen die Lebenserwartung in Würmern und Fliegen und Mäusen. In diesem Fall aber, existiert bereits eine Droge namens Rapamycin, die das TOR Protein an sich bindet und dessen Aktivität unterbindet. Und man kann Rapamycin einer Maus verabreichen -- und sogar wenn sie ziemlich alt ist, wie das Alter 60 für einen Menschen, eine so alte Maus -- und man gibt der Maus Rapamycin, dann wird sie länger leben.

Nun, ich will nicht, dass ihr nun alle geht und Rapamycin einnehmt. Es ist eine Droge für Menschen, aber der Grund dafür ist, ist, dass es das Immun System unterdrückt. Menschen nehmen es also ein, um zu verhindern, dass Spenderorgane abgestossen werden. Das mag also nicht das perfekte Medikament sein um länger jung zu bleiben. Aber trotzdem, in diesem Jahr 2011, gibt es ein Medikament, das man einer Maus in hohem Alter verabreichen kann, und es wird die Lebenserwartung steigern, was aus all der Wissenschaft herausgeht, die in diesen verschiedenen Tieren durchgeführt wurde.

Also bin ich wirklich optimistisch, und ich denke es wird nicht zu lange dauern, hoffe ich, bevor dieser uralte Traum beginnt, Realität zu werden.

Dankesehr.

(Applaus)

Matt Ridley: Danke sehr, Cynthia. Lass mich etwas klarstellen. Obwohl du nach einem Medikament suchst, dass das Altern verhindern kann, in alten Männern wie mir, was du nun ziemlich gut im Laboratorium machen könntest, wenn du ethisch dazu befugt wärst, ist es, menschliches Leben von Grund auf zu kreieren mit modifizierten Genen, welche es dazu befähigen würde, viel länger zu leben?

CK: Ah, also die Art Medikamente, von denen ich sprach, würde nicht die Gene verändern, sondern würden sich nur an das Protein selber binden und dessen Aktivität ändern. Also wenn man aufhören würde, das Medikament zu nehmen, würde das Protein wieder in den Normalzustand versetzt werden. Prinzipiell könnte man die Gene abändern. Die Technologie, dies zu tun, existiert nicht. Aber ich denke, das wäre keine gute Idee. Der Grund ist, dass diese Hormone, wie das Insulin das IGF Hormon und der TOR Prozess, essenziell sind. Wenn man sie komplett ausser Gefecht setzt, dann wird man ganz krank. Möglicherweise muss man sie ganz präzise abstimmen, um Vorteile ohne Probleme zu schaffen. Und ich denke es ist viel besser, diese Art von Kontrolle wäre viel besser als ein Medikament. Ausserdem, es gibt andere Möglichkeiten, FOXO zu aktivieren, die nicht einmal Insulin oder IGF-1 involvieren, was möglicherweise noch sicherer wäre.

MR: Ich habe nicht vorgeschlagen, dass ich es losziehen würde und es tun würde, aber ... (Gelächter) Es gibt ein Phänomen, über welches du geschrieben und gesprochen hast, welches unerhebliches Altern ist. Auf diesem Planeten existieren bereits Kreaturen, die nicht wirklich altern. Bitte begebe dich auf eine Seite für uns, wenn möglich.

CK: Die gibt es. Es gibt Tiere, die nicht zu altern scheinen. Beispielsweise, es gibt die Amerikanischen Sumpfschildkröten. Sie werden ungefähr so gross. Und sie wurden markiert, und man hat herausgefunden, dass sie 70 Jahre alt sind. Und wenn man diese 70 Jahre alten Schildkröten betrachtet, kann man keinen wirklichen Unterschied, nur durch Betracht, ausmachen, welche Schildkröten die Alten sind, und welche die Jungen. Und die 70 Jahre Alten, sind tatsächlich besser darin, gute Nistplätze auszukundschaften, und sie haben auch mehr Nachkommen jedes Jahr. Und es gibt andere Beispiele von dieser Art von Tieren, wie Seeschwalben, gewisse Arten von Vögeln sind so. Und niemand weiss wirklich, ob sie ewig leben können, oder was sie am Altern hindert. Es ist nicht klar.

Wenn man Vögel anschaut, welche eine lange Zeit leben können, Zellen von den Vögeln tendieren resistenter gegenüber umweltbedingtem Stress zu sein, wie höheren Temperaturen oder Hydrogen Peroxid, solchen Dingen. Und unsere langlebigen Mutanten sind es auch. Sie sind resistenter gegen solchen Stress. Es ist also möglich, dass der Prozess von dem ich geredet habe, welcher im Wurm ganz schnell abläuft, einen anderen normalen Sollwert besitzt, wie beispielsweise ein Vogel, so dass der Vogel viel länger leben kann. Und vielleicht sind diese Werte ganz anders als in Tieren, ganze ohne Altern -- aber das wissen wir nicht.

MR: Aber über was du hier redest, ist nicht das Verlängern der menschlichen Lebenserwartung, in dem der Tod verhindert wird, sondern das Verlängern der menschlichen Jugend.

CK: Ja, das ist korrekt. Es ist mehr wie, nehmen wir an, du wärst ein Hund. Du merkst, dass du alt wirst, und du schaust den Menschen an, und du denkst, "Warum wird dieser Mensch nicht alt?" Sie werden nicht alt, in einer Hunde Lebensdauer. Es ist eher so. Aber nun, da wir Menschen sind und hinausschauen und uns einen anderen Menschen vorstellen.

MR: Danke vielmals, Cynthia Kenyon.

(Applaus)