Völlig neuer Ansatz: Mechanismen der Alterung errechnen

Ein breit angelegtes Forschungsprojekt an der Universität Ulm soll in den kommenden fünf Jahren diese Fragen beantworten. Ein Fernziel: Die Entwicklung molekularer Therapien zur Verbesserung der Stammzellfunktion und der Regenerationsfähigkeit von alternden Geweben.

Der ganz neue Ansatz dabei: Neben Medizinern, darunter Kliniker und Grundlagenforscher, und Biologen werden hier Bioinformatiker und Mathematiker zusammenarbeiten. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt mit rund 7,4 Millionen Euro.

„Meines Wissens beschäftigen sich in Deutschland bisher nur zwei BMBF-geförderte Forschungskerne zentral mit dieser Thematik, einer in Kooperation mit dem Max Planck-Institut in Köln und einer in Zusammenarbeit mit dem Leibniz-Institut in Jena“, sagt der Koordinator des Ulmer Projekts, Professor Karl Lenhard Rudolph, Direktor des Instituts für Molekulare Medizin und Leiter der Ulmer Max Planck-Forschungsgruppe für Stammzellalterung. „Wir sind hier also in sehr guter Gesellschaft und die BMBF-Zusage unterstreicht, dass wir zu den Spitzenstandorten auf diesem Gebiet gehören.“

Mit dem Leibniz-Preisträger von 2009 freut sich Co-Koordinator Dr. Hans Kestler vom Institut für Neuroinformatik, verantwortlich für den systembiologischen Part des Mammutprojekts: „Unser Konsortium bildet einen starken wissenschaftlichen Verbund, in dem Vertreter unterschiedlicher Disziplinen in diesem thematischen Bereich zusammenarbeiten.“

Aus gutem Grund, wie Projektleiter Rudolph erklärt: „Wir wollen grundlegende molekulare Mechanismen der Alterung aufklären. Über den systembiologischen Vergleich der Alterung des Menschen, der Fliege und der Hefezellen könnte es gelingen, zentrale Steuerungssysteme der Alterung zu identifizieren.“ Denn Genveränderungen bei der Alterung seien schließlich nicht nur im menschlichen Gewebe zu verzeichnen. Darüber hinaus wollen die Forscher verschiedene Gewebe untersuchen, Muskeln etwa, Haut oder Blut.

„Dabei werden ungeheure Datenmengen anfallen“, weiß der 2007 nach Ulm gewechselte Spitzenforscher. „Um diese zu verarbeiten, insbesondere entscheidende Ursachen für die wichtigsten molekularen Veränderungen herauszufiltern, aber auch Gemeinsamkeiten von grundlegender Bedeutung für die Alterung zu identifizieren, brauchen wir die Systembiologen, Bioinformatiker und Mathematiker“, so Rudolph. Wissenschaftler also, die biologische wie mathematische Kompetenzen mitbringen. Wie Hans Kestler eben. Wobei der Projektleiter schon heute einen zukunftsweisenden Aspekt für die Universität insgesamt betont: „Ulm ist in diesem Bereich schon heute vorne dabei und darauf können wir aufbauen.“

Dazu werde eine zunächst im Rahmen des Vorhabens finanzierte neue Professur mit Leitungsfunktion beitragen, ist Professor Rudolph überzeugt, zudem eine Juniorprofessur und eine neue Forschungsgruppe.

Jedenfalls sind die mathematischen Systemanalysen Rudolph zufolge ein wichtiger Faktor für die Aufklärung der vielfältigen Veränderungen auch auf molekularer Ebene, die dem Alterungsprozess zu Grund liegen. In Verbindung mit den molekularen Analysen sollen nämlich Modelle altersabhängiger Signalwegsveränderungen erstellt und diese dann in experimentellen Testsystemen überprüft werden. Die damit identifizierten Signalwege sollen schließlich funktionell in Alterungsmodellen untersucht werden, Basis für die Entwicklung neuer Biomarker für die Alterung und molekularer Therapien zur Verbesserung des Organerhalts im Alter.

In das Projekt einbezogen ist mit der Beckman Coulter Biomedical GmbH in München übrigens auch ein Partner aus der Wirtschaft. „Das Unternehmen übernimmt einen wichtigen Bereich“, so Professor Rudolph, „denn es gibt Hinweise darauf, dass sich Gene bei der Alterung in verschiedenen Zellen innerhalb eines Organs in verschiedene Richtungen verändern und damit Funktionsstörungen auslösen“. Beckman habe zur Analyse dieser Prozesse Systeme entwickelt und liefere für das Forschungsprojekt eine Technologieplattform. Keine Frage für den Ulmer Wissenschaftler, dass davon eines Tages beide Seiten profitieren könnten: „Ein Ziel ist natürlich auch, unsere Ergebnisse für die medizinische Diagnostik nutzbar zu machen.“