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Wissenschaftlerteam ergründet, wie Spermidin die Zellen im alternden Gehirn schützt

News vom 28.04.2021

Der altersbedingte Gedächtnisverlust ist einer Studie zufolge keine zwangsläufige Entwicklung. Wie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Freien Universität, des Exzellenzclusters NeuroCure, des Leibniz-Instituts für Analytische Wissenschaften (ISAS) in Dortmund und der Universität Graz herausfanden, kann die Substanz Spermidin, die in allen Zellen des Menschen vorkommt, Mitochondrien im alternden Gehirn schützen. Die Mitochondrien – Kraftwerke der Zelle mit eigener Erbsubstanz – behalten dadurch ihre Funktion. Dem Forschungsteam gelang es, den Wirkmechanismus des Spermidins im Gehirn von alternden Fruchtfliegen zu ergründen. Sie zeigten in der Studie, dass die Aufnahme von Spermidin die Aktivität der Mitochondrien in alternden Fliegen erhöhen und damit den altersbedingten Gedächtnisverlust vermindern kann. Die Studie erschien in der jüngsten Ausgabe der Zeitschrift Cell Reports.

Dem Team gelang der Nachweis, dass die Aufnahme von Spermidin die Aktivität der Mitochondrien in alternden Fliegen deutlich erhöhen kann. Mechanistisch identifizierten sie die sogenannte „Hypusinierung“ als zentralen Faktor. Bei der Hypusinierung wird ein Teil des Spermidin-Moleküls auf einen spezifischen Faktor übertragen, der eine Art Motor der Proteinsynthese darstellt. „Die Hypusinierungs-Reaktion scheint auch ursächlich für die verbesserte Mitochondrienwirkung nach Spermidingabe zu sein“, erklärt Prof. Dr. Stephan Sigrist. Die Hypusinierung, die in allen Tieren und im Menschen beobachtet wird, sei direkt durch Spermidin gesteuert und könnte einen guten Teil der Spermidin-Effekte erklären. Der Erstautor der Studie, Yong-Tian Liang, erläutert: „Die durch Spermidin-vermittelte Hypusinierung könnte einen wichtigen diagnostischen und therapeutischen Indikator bei Aspekten der Gehirnalterung darstellen, welche durch mitochondrialen Funktionsverlust hervorgerufen werden.“

Beteiligt waren neben der Arbeitsgruppe von Stephan Sigrist das Team um Albert Sickmann, ISAS Dortmund, und Frank Madeo von der Universität Graz. Die Arbeitsgruppe von Stephan Sigrist und den Kolleginnen und Kollegen werden diesen Zusammenhang nun in alternden Mäusen und anschließend in Zusammenarbeit mit dem Exzellenzcluster NeuroCure Cluster, der die Arbeit von Stephan Sigrist unterstützt, auch im Menschen untersuchen. Die Mitglieder des Exzellenzclusters NeuroCure an der Charité – Universitätsmedizin Berlin, dem gemeinsamen medizinischen Fachbereich von Freier Universität und Humboldt-Universität zu Berlin arbeiten zum Forschungsschwerpunkt Neurowissenschaften.

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