Einer der größten Kopfschmerzen in der Alternsforschung ist ein Haufen Zellen, die sich weigern zu sterben, wie sie es eigentlich sollten. Bekannt als „Zombie-Zellen“ (weil normale Zombies wohl nicht gruselig genug waren), hören diese seneszenten Zellen auf, sich zu teilen, bleiben aber wie unerwünschte Hausgäste hängen und tragen zu Krebs, Alzheimer und dem allgemeinen Unbehagen des Älterwerdens bei.

Wissenschaftler versuchen seit Jahren, diese Zellen zu finden und zu entfernen, aber sie hatten Schwierigkeiten, sie aufzuspüren, wenn sie sich unter ihren wohlerzogenen Nachbarn verstecken. Betreten Sie ein Team der Mayo Clinic, das in der Zeitschrift Aging Cell schreibt, dass sie einen Weg gefunden haben, diese zellulären Übeltäter mit Molekülen namens „Aptamere“ zu markieren – kurzen Strängen synthetischer DNA, die sich zu komplexen 3D-Formen falten und an bestimmte Proteine auf Zelloberflächen binden.

In Experimenten mit Mauszellen durchsuchten die Forscher über 100 Billionen zufällige DNA-Sequenzen und fanden mehrere seltene Aptamere, die an Proteine binden, die mit seneszenten Zellen assoziiert sind, und sie so effektiv zur Identifizierung markieren. „Dieser Ansatz hat das Prinzip etabliert, dass Aptamere eine Technologie sind, die verwendet werden kann, um seneszente Zellen von gesunden zu unterscheiden“, sagt Biochemiker Jim Maher, III, Ph.D., ein Hauptforscher der Studie, und fügt hinzu, dass dies zwar nur ein erster Schritt sei, aber möglicherweise auf menschliche Zellen anwendbar sei.

Das Ganze begann, als zwei Doktoranden – Keenan Pearson, Ph.D., der Aptamere für Hirntkrebs untersuchte, und Sarah Jachim, Ph.D., die Altern und seneszente Zellen erforschte – bei einer wissenschaftlichen Veranstaltung aufeinander trafen und über ihre Doktorarbeiten zu plaudern begannen. Pearson fragte sich, ob die Aptamer-Technologie angepasst werden könnte, um Zombie-Zellen zu erkennen. „Ich hielt die Idee für gut, aber ich wusste nichts über den Prozess der Vorbereitung seneszenter Zellen, um sie zu testen, und das war Sarahs Fachgebiet“, sagt Pearson, jetzt Hauptautor der Arbeit.

Die Studenten präsentierten die Idee ihren Mentoren, darunter Forscher Darren Baker, Ph.D. Maher gibt zu, dass das Konzept zunächst „verrückt“ klang, aber faszinierend genug, um es zu untersuchen. „Wir fanden es ehrlich gesagt großartig, dass es die Idee der Studenten war und eine echte Synergie zweier Forschungsbereiche“, sagt er. Die Forschung ging schnell voran, mit ersten Experimenten, die früher als erwartet ermutigende Ergebnisse lieferten, und bald schlossen sich weitere Doktoranden an – Brandon Wilbanks, Ph.D., Luis Prieto, Ph.D., und M.D.-Ph.D.-Studentin Caroline Doherty –, um spezialisierte Techniken beizusteuern.

Die Studie brachte auch einige Hinweise auf die Zombie-Zellen selbst zutage. Mehrere der Aptamere hefteten sich an eine Variante von Fibronektin, einem Protein auf der Oberfläche von Mauszellen. Die Forscher wissen noch nicht genau, wie diese Fibronektin-Variante mit der Seneszenz zusammenhängt, aber der Fund könnte helfen zu definieren, was diese Zellen einzigartig macht. „Bislang gibt es keine universellen Marker, die seneszente Zellen charakterisieren“, sagt Maher. „Das Schöne an diesem Ansatz ist, dass wir die Aptamere die Moleküle auswählen lassen, an die sie binden sollen.“

Die Forscher warnen, dass weitere Studien nötig sind, bevor Aptamere zuverlässig seneszente Zellen beim Menschen identifizieren können, aber die Technologie könnte schließlich Therapien direkt zu diesen Zellen für hochgezielte Behandlungen bringen. Pearson merkt an, dass Aptamere auch billiger und anpassungsfähiger sind als traditionelle Antikörper. „Dieses Projekt hat ein neuartiges Konzept demonstriert“, sagt Maher. „Zukünftige Studien könnten den Ansatz auf Anwendungen im Zusammenhang mit seneszenten Zellen bei menschlichen Krankheiten ausweiten.“

Material bereitgestellt von der Mayo Clinic. Hinweis: Der Inhalt kann aus Gründen der Länge und des Stils bearbeitet worden sein.