Gesund bis auf die Zelle

Einige unserer Körperzellen – zum Beispiel die Milliarden von Nervenzellen im menschlichen Gehirn – begleiten uns das gesamte Leben lang. Ihre einzelnen Bestandteile, unter ihnen die Proteine bzw. Eiweiße, haben jedoch eine weitaus geringere Lebenserwartung: Sie verklumpen mit der Zeit, verlieren ihre Funktion und werden zu Ballast. Uni Wien Molekularbiologe Sascha Martens untersucht in seinem Spezialforschungsbereich (SFB), wie unsere Körperzellen diesen Ballast loswerden und defekte Proteine ausmisten.

"Dem schadhaften Protein wird ein Signal angeheftet und der Abbauprozess startet. Wenn das Molekül aus reinem Protein besteht, wird es in einen Container eingefädelt und zersetzt", erklärt Martens: "Bei größeren Gebilden, die nicht nur aus Proteinen bestehen oder die nicht entfädelt werden können, kommt die Autophagie zum Einsatz." Autophagie stammt aus dem Griechischen und bedeutet Selbst-Fressen. Gemeint ist damit ein hochkomplexer Prozess, bei dem die Zelle schadhafte Substanzen mit einem Bläschen isoliert und recycelt. Wichtige Aspekte der Entstehung des Bläschens konnten Martens und sein Team an den Max Perutz Labs, ein Joint Venture der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien, erst kürzlich im Labor nachbauen und damit die ersten Schritte in der Bildung der Autophagosomen entschlüsseln.

Grundlagenforschung wirkt

Doch funktionieren diese Abbauwege nicht immer reibungslos – die Folge sind ernsthafte neurodegenerative Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson. Die Grundlagenforschung, die Martens und sein Team an der Universität Wien leisten, hat damit auch eine medizinische Relevanz und ist für die Entwicklung von neuen Wirkstoffen von Bedeutung. "Wenn wir wissen, wie die Prozesse in unseren Zellen funktionieren, können wir eingreifen und gewisse Schritte manipulieren. In Zukunft sollte es beispielsweise möglich sein, Bläschen gezielt um schadhafte Substanzen herumwachsen zu lassen."

Am Wissenschaftsstandort Wien arbeiten Forscher*innen aus unterschiedlichen Disziplinen und Institutionen zusammen. Der SFB lebt davon, dass viele Köpfe beteiligt sind, so Leiter Sascha Martens. Einige Mitglieder des Konsortiums betreiben bereits Wissenstransfer Richtung BioTech-Firmen und Pharmaindustrie: "Neurodegenerative Erkrankungen auf molekularer Ebene zu therapieren ist die Zukunft. Die Methoden sind noch nicht in der klinischen Anwendung, doch es dürfte nicht mehr allzu lange dauern."

Autophagie: Forever young?

Gibt es – abseits vom Labor – Möglichkeiten, der Autophagie auf die Sprünge zu helfen und damit den Reinigungsprozess unserer Zellen anzuregen? Diese Frage wird in Gesundheitsforen oftmals mit Intervallfasten und Juice Cleansing beantwortet. Zur Zeit noch zurückhaltend zeigt sich der Experte: "Es stimmt: Die Zelle betreibt Autophagie, wenn sie unter Stress steht oder die Nährstoffzufuhr limitiert ist." Mehrstündiges Fasten – aber auch Bewegung – regen den Selbstreinigungsprozess der Zelle an. Ob uns alle diese Möglichkeiten langfristig gesünder machen, und in welchem Maße die Autophagie dazu beiträgt, wurde aber noch nicht ausreichend wissenschaftlich erforscht. "Der menschliche Körper ist hochkomplex – einige Funktionen verstehen wir, andere noch nicht." (hm)