Falten und Haarausfall können rückgängig gemacht werden

Faltenbildung und Haarausfall gehören zu den typischen Alterserscheinungen. Einem Team um Keshav Singh von der Universität von Alabama in Birmingham gelang es, sie rückgängig zu machen. Dabei spielten die Mitochondrien eine zentrale Rolle.

Im Mausmodell zeigte sich: Wenn eine Mutation herbeigeführt wird, die zu mitochondrialer Dysfunktion führt, entwickelt die Maus innerhalb von wenigen Wochen eine runzlige Haut und ausgedehnten, sichtbaren Haarausfall. Wenn die Funktion der Mitochondrien wiederhergestellt wird, indem das für die mitochondriale Dysfunktion verantwortliche Gen ausgeschaltet wird, glättet sich die Haut, und das Fell wird wieder so dicht, dass das betroffene Tier von Altersgenossen nicht zu unterscheiden ist.

Im Alter geht die Funktion der Mitochondrien zurück

Die Mitochondrien fungieren als Kraftwerke in den Zellen. Sie produzieren 90 Prozent der Energie, die die Zellen zum Überleben benötigen. Beim Menschen wird während des Alterns ein Rückgang der mitochondrialen Funktion beobachtet. So wird eine Verarmung der DNA in den menschlichen Mitochondrien mit kardiovaskulären Erkrankungen, Diabetes, altersbedingten neurologischen Störungen und Krebs in Verbindung gebracht.

Im Mausmodell wurde die Dysfunktion herbeigeführt, indem das Antibiotikum Doxycyclin der Nahrung oder dem Trinkwasser zugesetzt wurde. Dies bewirkt einen Schwund der mitochondrialen DNA, da das Enzym zur Vervielfältigung der DNA inaktiv wird.

Graue Haare und verlangsamte Bewegungen

In vier bis acht  Wochen entwickelten die Mäuse graue Haare, eine reduzierte Haardichte, und Haarausfall und zeigten verlangsamte Bewegungen und Lethargie - Veränderungen, die an natürliches Altern erinnern. Die Weibchen hatten dabei stärkere Hautfalten als die Männer.

Die runzlige Haut zeigte ähnliche Veränderungen wie beim intrinsischen und extrinsischen Prozess des Alterns. Extrinsisch ist der Effekt von äußeren Faktoren, die das Altern beeinflussen, wie Falten, die sich durch übermäßiges Sonnen oder langfristiges Rauchen entwickeln. Die Haut zeigte auch Störungen im Gleichgewicht zwischen Metalloproteinase-Enzymen und ihrem gewebespezifischen Inhibitor, das notwendig ist, um die Kollagenfasern in der Haut zu erhalten.

Verdickung der äußeren Hautschicht

Die Mitochondrien von Mäusen mit herbeigeführter Mutation hatten einen verringerten Gehalt an mitochondrialer DNA, veränderte mitochondriale Genexpression und Instabilität der Komplexe in Mitochondrien, die an der oxidativen Phosphorylierung beteiligt sind.

Im Detail zeigte die Haut dieser Mäuse eine erhöhte Anzahl von Hautzellen, eine abnorme Verdickung der äußeren Schicht, dysfunktionale Haarfollikel und entzündliche Prozesse. Diese ähneln der extrinsischen Alterung der Haut beim Menschen. Die Mäuse mit geschwundener mitochondrialer DNA zeigten auch eine veränderte Expression von vier altersassoziierten Markern in Zellen, ähnlich der intrinsischen Alterung.

Falten und Haarausfall können rückgängig gemacht werden

Faltenbildung und Haarausfall konnten durch das Ausschalten der Mutation rückgängig gemacht werden. Einen Monat, nachdem die Doxycyclin-Gabe gestoppt wurde - was die Wiederherstellung der geschwundenen mitochondrialen DNA ermöglicht -, gingen die Erscheinungen zurück. "Nach unserem Wissen ist diese Beobachtung beispiellos", sagt Genetik-Professor Keshav Singh in einer Pressemitteilung.

Die Beobachtung, dass Mitochondrien reversible Regulatoren der Hautalterung und des Haarverlusts sind, sei "überraschend" und biete die Gelegenheit für die Entwicklung präventiver und therapeutischer Medikamente. In weiteren Studien müsse nun untersucht werden, ob Veränderungen in anderen Organen durch die Wiederherstellung von mitrochondrialer DNA rückgängig gemacht werden können. Die aktuelle Studie wurde in der Fachzeitschrift Cell Death and Disease veröffentlicht.

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