Alternsforschung: Die Jagd nach der Unsterblichkeit
Nir Barzilai kämpft gegen zwei Gegner. Gegen Scharlatane. Und den Tod. Seine Arena ist ein schmales Labor, eine Schlacht unter dem fahlen Licht von Neonröhren, zwischen Werkbänken und Regalen, die vor Glaskolben, Zentrifugen und Mikroskopen fast überquellen. Barzilai, 59, ein schmaler Mann mit grauem Haupt und schwarzer Brille, ist einem der großen Rätsel der Menschheit auf der Spur. Warum, fragt sich der Direktor des Institute of Aging in New York, altert der Mensch? Und lässt sich dieser Prozess aufhalten?
Es ist ein alter Traum des Menschen, möglichst jung aussehend möglichst alt zu werden, ohne Schmerzen, ohne Krankheiten. Der Wunsch, den Tod aufzuhalten oder zumindest das Altern, nährt eine ganze Unsterblichkeitsindustrie. Wer es schafft, dem sind Ruhm und Geld sicher, lukrative Verträge mit den großen Pharmafirmen, Milliarden von Euro schwer.
Barzilai hat sich über Jahrzehnte einen Ruf erworben. Er ist sicher, einer ganz großen Sache auf der Spur zu sein.
Seit 1993 beugt er sich in seinem Institut über die Mikroskope, zerlegt und analysiert Zellen, behandelt zuckerkranke Mäuse, vergleicht die Gensequenzen von Menschen, die 100 Jahre oder älter sind. Und manchmal, nach jahrelanger mühseliger Arbeit und vielen Rückschlägen, kann sich Barzilai in der Sonne belastbarer Erkenntnisse wärmen. So wie jetzt.
Diabetes-Medikament als Hoffnungsträger
Er glaubt, einen Wirkstoff zu kennen, der den Prozess des Alterns deutlich verlangsamt und Alterskrankheiten wie Demenz, Krebs oder Arteriosklerose womöglich verhindert: eine Arznei namens Metformin. Kein neues Wundermittel, sondern ein Medikament, das seit Jahrzehnten zur Behandlung von Diabetes eingesetzt wird. Noch heuer will Barzilai mit seinem Team eine große Studie beginnen, die erste ihrer Art: 3000 Amerikaner werden daran teilnehmen, Männer und Frauen zwischen 65 und 79 Jahren. Die Studie soll zum ersten Mal Daten liefern, nicht Vermutungen.
Metformin ist eine der meistverwendeten Arzneien gegen Diabetes 2. Die Geschichte des Wirkstoffs reicht über 500 Jahre zurück. Schon damals war es ein pflanzliches Mittel gegen Symptome, die heute als Diabetis mellitus bekannt sind. Metformin ist altbekannt und wirkt in den Mitochondrien, den Kraftwerken der Zellen. Dort wird Nahrung in Energie umgesetzt, und Metformin hemmt in der Leber die Glucose-Neubildung, was wiederum den Blutzuckerspiegel beeinflusst.
Seit Ende der 1990er-Jahre berichten Diabetes-Forscher noch von anderen Wirkungen bei Zuckerkranken. Nicht nur den Blutzuckerspiegel beeinflusst Metformin, sondern senkt bei den Diabetikern auch das Risiko, an Herzinfarkt, Schlaganfall, Demenz oder gar Krebs zu erkranken. Warum genau, kann auch Barzilai nicht erklären. Sicher ist nur: Metformin sperrt die Proteinverbindung NF-kB, welche Forscher für die Entstehung von Entzündungen verantwortlich machen, reduziert DNA-Schäden durch oxidativen Stress sowie die unkontrollierte Vermehrung von Zellen in neuem Gewebe. Allesamt Ursachen für den Alterungsprozess von Zellen.
Barzilai will herausfinden, ob Metformin auch die Zellen von Gesunden schützt. Seine Studie soll fünf Jahre lang laufen. Er will den Alterungsprozess als solchen ergründen, sucht nach einem Gegenmittel, nach dem Anti-Aging-Medikament. Für Barzilai ist das heikel. Denn damit setzen er, seine Leute und sein renommiertes Institut sich demselben Verdacht aus, unter dem auch die Scharlatane der Szene stehen: Unmögliches zu versprechen. Immer wieder taucht irgendein Typ in den Medien auf und behauptet, er habe das Geheimnis der Unsterblichkeit gelüftet, nur weil er uralte Bakterien aus dem Dreck sibirischer Permafrostböden gekratzt und sich in die eigene Blutbahn gejagt hat.
Barzilai kann Heilsversprechen nicht leiden. Unsterblichkeit. Schon das Wort ist ihm zu groß. Was er erreichen will, ist ein Alter ohne Krankheit. Halb im Scherz sagt er: "Wenn die Menschen dank meiner Arbeit länger leben, entschuldige ich mich natürlich für diese Nebenwirkung."
Biologischen Alterungsprozess aufhalten?
Wenn man aber das biologische Altern aufhalte, "würden viele der typischen Alterskrankheiten gar nicht oder sehr viel später auftauchen". Denn der biologische Alterungsprozess ist der höchste Risikofaktor für lebensgefährliche Krankheiten. Je älter der Mensch, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, unter schweren Krankheiten dieser Art zu leiden. Warum also nicht gleich das Grundübel bekämpfen - das Alter selbst?
Ein globales Wettrennen um die Geheimnisse der Vergänglichkeit des Lebens ist im Gang. Barzilai konkurriert neuerdings mit Männern wie Google-Mitgründer Larry Page. Der lenkt seit zwei Jahren ein Biotech-Unternehmen, Calico, Hunderte Millionen Dollar schwer.
Wenn funktioniert, was sich Barzilai erhofft, wenn Metformin das Alter aufhalten kann, stellen sich bald Fragen, die heute noch keine Rolle spielen: Ist Altern künftig ein neuer Lebensabschnitt mit ganz eigenen Qualitäten? Und was bedeutet es für eine Gesellschaft, wenn die Menschen länger und gesünder leben? Und was ist mit Menschen, die ein solches Wundermittel vielleicht nicht einnehmen wollen? Barzilai überlegt kurz und sagt nur, dass "es halt Vor- und Nachteile für eine Gesellschaft gibt, wenn das Medikament funktioniert".
Er weiß, dass er mit seiner Forschung an Erinnerungen und Ängsten der Menschen rührt: an der Vergänglichkeit ihrer Nächsten. So hat auch für ihn alles angefangen. Er war ein Junge, sein Großvater zeigte ihm Fotos. "Ich sah ihn an", sagt Barzilai, "dann die Fotos und fragte mich, ob das wirklich derselbe Mensch sein soll. Was ist da passiert?" Irgendwann war Barzilai klar, dass er sein Leben dem Altern widmen wird.
Ob die Anekdote stimmt oder nicht, Barzilai verfolgt seinen Weg. Studiert Medizin in seiner Heimat, in Haifa, Israel, wird ärztlicher Leiter des israelischen Militärs, spezialisiert sich auf Hormonforschung. "Viele Prozesse des Alterns haben mit Hormonen zu tun", sagt Barzilai. Er konzentriert sich lange auf die Diabetesforschung, deshalb lernt er Metformin kennen. 1993 kommt er ans Einstein College nach New York. Hier beginnt er eine Studie mit Hundertjährigen und findet in ihrem Blut "Langlebigkeitsgene": mutierte Gene, die außergewöhnlich alte, aber kerngesunde Menschen vor typischen Alterserkrankungen schützen. Die Erkenntnisse über Hormone, Gene und Alter versucht Barzilai nun zu verbinden.
Heute gibt er zu, dass er noch nicht genau sagen kann, was das eigentlich ist: das Altern: "Eine anerkannte Definition gibt es nicht. Wir werden erst genau wissen, wie Altern funktioniert, wenn wir es aufhalten können."
Lebenserwartung signifikant gestiegen
Aber es ist etwas, was nie so viele Menschen betroffen hat wie heute. Denn nie wurden Menschen so alt wie heute, zumindest in den Industrienationen. Gründe sind die immer bessere medizinische Versorgung, Impfungen und reichhaltige Nahrung. In unseren Breiten ist die durchschnittliche Lebenserwartung in den vergangenen fünf Jahrzehnten von 67 auf gut 80 Jahre gestiegen.
Über fünf Jahre untersuchten Barzilai und sein Team Anfang der 2000er-Jahre Menschen im Alter zwischen 95 und 108 Jahren. Die Studienteilnehmer waren geistig und körperlich fit, brauchten weder Brille noch Hörgeräte. Sie trieben selten Sport, von Diäten oder einem Leben ohne Zigaretten und Alkohol hielten sie nichts. Dennoch wurden sie steinalt. Barzilai fand heraus, dass ihr Lebensstil nicht der Grund sein kann, warum sie so lange lebten. Die Antwort, folgerte er, musste in ihrem Körper zu finden sein: Vererbung. Und statt wie viele andere Forscher nach Genen zu suchen, die Krankheiten hervorrufen, suchte Barzilai nach Genen, die ein hohes Alter begünstigen. Er wurde fündig.
"Eine bestimmte Mutation sorgt bei den Langlebigen für einen besonders hohen Anteil von HDL-Proteinen im Blut, von gutem Cholesterin", erklärt er in seinem Labor. Im Prinzip gilt: Je höher der HDL-Wert, desto geringer ist das Risiko von Herz-Kreislaufkrankheiten , weil die Proteine vor Gefäßverkalkung und auch vor Demenz schützen. Barzilai fand aber auch noch andere auffällige Mutationen, die besonders hohe Werte an bestimmten Proteinen hervorbrachten.
Über 1000 Forscher, so schätzt Barzilai, arbeiten weltweit seriös auf dem Feld der Alternsforschung und versuchen herauszufinden, wie der Mensch altert. Den Prozess zu stoppen, ist nicht ihr Hauptanliegen. Sondern ein höherer Lebensstandard. Das Ziel ist, die gesunden Jahre zu verlängern, ein hohes Alter ohne Krankheit und Verfall zu ermöglichen. Eine Hauptannahme der Forscher ist, dass Altern eine Folge von Funktionsverlusten und Schäden in den Zellen, besonders der DNA, ist. Zwar besitzt der menschliche Körper ein eigenes Programm, um Schäden in der DNA zu reparieren oder Gewebe zu erneuern. Doch das ist Schwerstarbeit, im Laufe der Jahre schleichen sich Fehler ins Programm ein. Die Informationen der DNA werden falsch gelesen oder der Körper bildet nicht mehr so leicht neue Zellen.
Der bekannteste Grund sind äußere Einflüsse: UV-Strahlen der Sonne, Nikotin, Alkohol. Doch der Körper altert auch durch schädliche Zellreaktionen, beispielsweise auf die Zuckerstoffe Glucose oder Fructose. Allein das Essen und das Umwandeln in Energie, der Metabolismus, stören Abläufe in den Zellen oder lassen sie absterben. Dazu das Immunsystem: Im Grunde lebensrettend, da die Abwehrstoffe Gefahren für den Körper bekämpfen - Helferzellen und Entzündungen töten Krankheitserreger oder sorgen dafür, dass sich Keime nicht ausbreiten können. Doch zugleich legen sie dadurch auch die Grundlage für Krankheiten im Alter. Wunden heilen schlechter, die Immunabwehr lässt nach, lebenswichtige Organe werden weniger gut versorgt.
Alter von 1000 Jahren nicht ausgeschlossen?
Ob private Biotech-Start-ups in Kalifornien, ob Universitäten in Tokio, Wien oder Moskau: Überall sucht man Reparaturmaßnahmen - ob durch Pillen, Spritzen oder andere Therapien. Die Forschungsstiftung SENS, kurz für Strategies for Engineered Negligible Senescence, um den Gerontologen Audrey de Grey hat sich der Wiederherstellung von Molekülen, Zellen und Gewebe verschrieben. Sie will den Menschen in einen Zustand vor Auftreten von Altersschäden versetzen, quasi ein Reinigungsmittel für zelluläre Abfallprodukte entwickeln. De Grey forscht nicht nur, sondern schlägt auch die Werbetrommel, wird nicht müde, den Journalisten immer wieder zu erzählen, dass ein Alter von 1000 Jahren nicht ausgeschlossen ist.
Weniger plakativ denken andere Forscher. So glauben sie, dass in einer reduzierten Kalorienzufuhr ein Schlüssel für langsameres und auch besseres Altern liegt. Die Universität von Wisconsin fand heraus, dass weniger Kalorien ein längeres, vor allem aber gesünderes Leben bescheren. So senkt sich die Körpertemperatur, Zellen teilen sich nicht mehr so häufig, und die geringere Energieumwandlung verringert die Produktion von Freien Radikalen und DNA-Schäden. Der Haken: Diese Prozesse wurden nur in Tierversuchen mit Würmern, Mäusen und Affen festgestellt. Freilich ist der Mensch keine Maus. Auch wenn alle schädlichen Einflüsse abgestellt oder repariert werden könnten - der Mensch altert. Es ist ihm genetisch eingeschrieben. Dennoch gehen die Forschungen weiter. Denn wer den Durchbruch schafft, den erwartet nicht nur ein Milliardenmarkt, sondern auch ewiger Ruhm.
Reno, Bundesstaat Nevada, knapp sechs Flugstunden westlich von Barzilais Laboren. Die größte Kleinstadt der Welt, bekannt für ihre Casinos und einarmigen Banditen. Gleich am Flughafen, in einem mattgrauen Flachbau, der an einen Supermarkt erinnert, zockt auch William "Bill" Andrews. Er will das Alter aufhalten wie Barzilai, sein Plan ist allerdings radikaler, manche Kollegen sagen: absurder. Andrews will den Alterungsprozess des Menschen nicht nur stoppen, er will erreichen, dass 80-Jährige wieder so gesund sein und aussehen können wie mit Mitte 20.
Andrews ist hoch aufgeschossen, fast zwei Meter. Er betreibt die Biotechfirma Sierra Science, aber er kommt aus der Wissenschaft. Er ist Molekularbiologe mit gutem Ruf, Krebsforscher und Gerontologe. Nun wartet Andrews allein in einem Konferenzraum seiner Firma. An einem Flipchart prangt ein Aufkleber mit "Aging sucks", Altern nervt. Andrews trägt einen Zweireiher, seinen Laborkittel wirft er nur noch selten über, er ist dieser Tage mehr Businessman als Forscher. Er hat seine wissenschaftliche Karriere auf ein Ziel ausgerichtet: auf die Gene.
Auf Telomere, um ganz genau zu sein. Telomere sind die Enden der Chromosome. Sie liegen in jedem Zellkern des Menschen und enthalten die Informationen, die bei jeder Teilung exakte Zellkopien ermöglichen. Ein biologischer Kernprozess, unabdingbar für das Wachstum von Haut und Haar, das Verheilen von Wunden oder auch die Fortpflanzung. Die Telomere schützen die Chromosomen. Sie sind wie Plastikkappen am Ende von Schuhbändern und sorgen für Stabilität. Andersherum: Lösen sie sich, verliert das Band seine Form und geht kaputt. Gleiches gilt für Telomere und Chromosomen.
Wann immer sich eine Körperzelle teilt, verkürzen sich diese Endkappen um ein kleines Stück. Wenn die Telomere nach vielen Zellteilungen irgendwann eine bestimmte Länge unterschreiten, kann die Zelle sich nicht mehr teilen, sie wächst nicht mehr oder stirbt ganz ab. Allerdings ist es für manche Zellarten wesentlich, dass sie sich möglichst lang und häufig teilen können: für Knochenmark-, Stamm- und Immunzellen.
Telomere entscheidend für Lebensdauer einer Zelle
Damit die Telomere nicht auch in diesen Zellen kürzer werden, gibt es ein Enzym im Zellkern: Telomerase, in gewisser Weise der Gegenspieler der Verkürzung. Jedoch wird seine Arbeit vom Körper ab der Geburt in den meisten Zelltypen unterdrückt, sodass die Verkürzung der Chromosomen nicht mehr aufgehalten wird. Eigentlich fast überall, außer bei den Stamm- und Immunzellen. Genau erforscht sind diese Zusammenhänge, auch die genaue Struktur der Telomere noch nicht. Sicher jedoch ist: Telomere sind entscheidend für die Lebensdauer einer Zelle.
Die Erkenntnisse über Telomere und Telomerase-Enzyme sind das Werk der amerikanischen Zellbiologen Elizabeth Blackburn, Carol Greider und Jack Szostak, ausgezeichnet 2009 mit dem Nobelpreis für Medizin. Andrews hat ihre Grundlagen übernommen und weiterentwickelt. Auch er glaubt, dass ein Mensch umso älter wird, je länger die Telomere in seinem Körper sind. Und deshalb hat er sich dem Enzym verschrieben.
Er sagt: Altern ist "wie Dynamit". Im menschlichen Körper liegen verschiedene Stangen, schlummern also Krankheiten und Prozesse, die das Leben beenden können. Die Telomere allerdings hätten "die kürzeste Lunte". Wenn sie zu kurz werden, lösen sie eine Kettenreaktion aus, die Folge könnten Krebs, Demenz oder Arteriosklerose sein. Noch gebe es deshalb ein natürliches Alterslimit. Seit den Zeiten der Römer sei kein Mensch bekannt, der älter als 125 Jahre wurde. "Mit einem gesunden Lebensstil und einem perfekten Gensatz können wir dieses Alter erreichen", sagt Andrews. Er aber hofft, die Telomere wieder verlängern zu können - und damit das Leben. Wie sein Kollege Barzilai in New York will auch er ermöglichen, dass Menschen Jahre gewinnen, gesunde, glückliche Jahre. "Niemand will uralte Menschen schaffen, die ihre Zeit krank im Altersheim absitzen. Das haben wir jetzt schon."
Andrews stürzte sich in Untersuchungen, klebte an seinen Mikroskopen. Das Enzym schien ihm die richtige Antwort auf das große Problem zu geben. Denn sicher war für ihn immer: "Im menschlichen Körper muss es etwas wie eine innere Uhr des Alterns geben. Nur wo?"
Auf dem richtigen Weg?
Vor 16 Jahren hat er mit Kollegen seine eigene Biotechfirma gegründet. Seitdem sucht er nach dem Stoff, der die Telomerase im menschlichen Zellen wieder anschiebt. Er hat Chemikalien aus Russland und Finnland gekauft, ganze Sets aus Hunderttausenden Stoffen. Jeden einzelnen setzte er für 24 Stunden an Bindegewebszellen. Und nach Zehntausenden Durchläufen geschah es. Die Telomere wuchsen. Allerdings löste ein Stoff die Reaktion aus, der zu toxisch war, um als Medikament infrage zu kommen.
Im Prinzip, sagt Andrews, sei er auf dem richtigen Weg. Manche Kollegen sagen, er habe sich verirrt. Und es gibt ein weiteres Problem. Eine verstärkte Zellteilung kennt man aus ganz anderen Zusammenhängen: Krebs. Ob eine künstliche Verlängerung der Telomere Krebs auslöst, ist eine der umstrittensten Fragen in diesem Forschungszweig. Deshalb geht Andrews inzwischen das Geld aus.
Andrews führt durch verwaiste Büros, in denen bis vor Kurzem noch 45 Mitarbeiter forschten, den Großteil musste er entlassen. "Wir hatten sehr gute Investoren", sagt Andrews. Andrews musste seine Partner auszahlen und ist heute der alleinige Besitzer von Sierra Science. Er sagt auch, dass seit der Krise das Geld der Investoren nicht mehr so locker sitzt.
Immer mal wieder gibt es Testergebnisse, die das große Ziel ein Stück greifbarer erscheinen lassen. Da schaffen es Wissenschafter wie der US-Amerikaner Ron DePinho, alte Mäuse, ohne Fell, dement, in stark verjüngte, agile Tiere zu verwandeln. Und zwar indem sie das Telomerase-Enzym künstlich erst ab- und dann wieder anschalteten. Nur vier Wochen dauerte diese Verjüngung, und die Tiere hatten wieder glattes Fell und eine bessere Orientierung. Schalteten die Forscher das Gen wieder ab, begannen die Tiere erneut zu altern. Freilich: Menschen sind keine Mäuse.
Dennoch berühren Ergebnisse wie dieses ein wichtiges Thema der nahen Zukunft. Andrews spricht von einem "Silber Tsunami", der Überalterung der Gesellschaft in vielen Industrienationen, von den Problemen der Pflege, den explodierenden Gesundheitskosten für die Behandlung Millionen alter und kranker Menschen. Andrews sagt: "Ich kann natürlich scheitern. Aber ich will nicht abtreten, ohne diese Theorie getestet zu haben." Auch wenn er sie weder anhalten noch zurückstellen kann, ist Andrews sich in einem Punkt sicher: Die Zeit ist auf seiner Seite.