LASSS könnte HGF vor altersbedingter Muskelatrophie schützen

Viele biologische Vorgänge verlangsamen sich mit zunehmendem Alter auf natürliche Weise oder funktionieren weniger zuverlässig. Eine wachsende Zahl von Studien untersucht deshalb, wie sich dieser Rückgang unterbrechen lässt – damit wir länger gesund leben können.

Eine Auswirkung des Alterns auf den Körper sind Veränderungen beim Hepatozyten-Wachstumsfaktor (HGF), einem Protein, das die Reparatur von Muskeln mit aktiviert.

Forschende der japanischen Kyushu-Universität stellten bereits vor einigen Jahren fest, dass HGF im Lauf der Zeit einen schädlichen chemischen Prozess namens Nitrierung durchläuft. Dadurch wird ein entscheidendes Signal für die Muskelreparatur beeinträchtigt.

Das Team wollte anschließend klären, ob sich HGF vor dieser altersbedingten Veränderung schützen lässt.

In einer neuen, in Scientific Reports veröffentlichten Studie prüften die Forschenden zwei Substanzen, die den Folgen der Nitrierung mithilfe von Antioxidantien entgegenwirken sollen. Diese Schutzmoleküle fangen die chemische Kettenreaktion ab, die den Schaden verursacht.

„HGF geht im Alter nicht zwangsläufig verloren“, sagt der Biologe Ryuichi Tatsumi von der Kyushu-Universität.

„Vielmehr kann es nach seiner Bildung chemisch verändert werden. Daher fragten wir uns, ob eine Verbindung mit hoher antioxidativer Kapazität HGF schützen könnte – entweder indem sie die Nitrierung verhindert oder den dadurch verursachten Funktionsverlust ausgleicht.“

LASSS und HGF gegen Nitrierung

Ausgewählt wurden zwei schwefelhaltige Verbindungen, die als besonders starke Antioxidantien bekannt sind: Glutathiontrisulfid (GSSSG) und Liponsäuretrisulfid (LASSS).

Beide zählen zu den Trisulfiden und besitzen drei unmittelbar miteinander verbundene Schwefelatome. Genau das macht sie zu hochreaktiven Antioxidantien.

Chemische Bindungsstudien zeigten, dass sowohl GSSSG als auch LASSS die Nitrierung an zwei besonders anfälligen Stellen des Proteins wirksam unterdrücken konnten. Die Bindung von HGF an die für die Muskelreparatur erforderlichen Stammzellen wurde dadurch jedoch nicht ausreichend wiederhergestellt.

Als die Forschenden die Konzentration der Substanzen erhöhten, hob sich LASSS deutlich ab: Es verhinderte nicht nur Nitrierungsschäden, sondern verdoppelte auch die Wirksamkeit des Proteins bei der Verbindung mit den Zellen. Diese Verbindung erfolgt über einen Rezeptor namens c-met, auf den Prozesse der Muskelreparatur angewiesen sind.

„Das übertraf unsere Erwartungen“, sagt Tatsumi.

„Wir wussten, dass Trisulfide vielfältige biologische Funktionen haben, doch wir hätten nie erwartet, dass das bloße Mischen von HGF mit LASSS einen so auffälligen Effekt hervorbringt.“

„Dies zeigt uns, dass LASSS mehr tut, als lediglich reaktive Moleküle zu neutralisieren. Es könnte direkt mit HGF interagieren und eine feine strukturelle Veränderung auslösen. So könnte eine verstärkte Form von ‚Super-HGF‘ entstehen, die stärker an c-met bindet und der Nitrierung widersteht.“

Muskelatrophie und die nächsten Forschungsschritte

Danach untersuchten die Forschenden LASSS weiter in Mausmodellen für Muskelatrophie. Die Versuche ergaben, dass die Substanz die durch mangelnde Muskelbeanspruchung ausgelöste Nitrierung tatsächlich verringern konnte.

Selbstverständlich muss dies noch in menschlichen Muskeln geprüft und bestätigt werden. Die ersten Ergebnisse sind jedoch vielversprechend: Möglicherweise lässt sich die muskelaufbauende HGF-Funktion, deren Wirksamkeit im Alter abnimmt, chemisch stärken und verstärken.

„Die vorliegende Arbeit spricht für zusätzliche in-vivo-Forschung zur möglichen Anwendung von LASSS bei einer durch extrazelluläre HGF-Nitrierung verursachten Funktionsstörung während des Alterns“, schreiben die Forschenden in ihrer veröffentlichten Studie.

„Weitere Untersuchungen könnten zu Strategien für den Einsatz bei altersbedingter Atrophie und beeinträchtigter Regeneration führen.“

Die Forschenden gehen mit einiger Zuversicht davon aus, dass die Auswirkungen von LASSS auf HGF bei Menschen und anderen Tieren breit anwendbar sein werden. Auch die möglichen Einsatzbereiche dürften vielfältig sein: nicht nur zur Erhaltung der Gesundheit im Alter, sondern ebenso in anderen Situationen, in denen Muskeln abbauen können, etwa bei langwierigen Erkrankungen.

Sarkopenie bezeichnet den altersbedingten Verlust von Muskelmasse. Er kann bereits ab dem 30. Lebensjahr beginnen und beschleunigt sich meist ab dem 60. Lebensjahr. Daraus ergeben sich typische Schwierigkeiten im höheren Alter, darunter Probleme beim Gehen sowie ein erhöhtes Risiko für Stürze und Unfälle.

Nun könnte es einen Ansatz geben, der dem Körper hilft, diesem Rückgang entgegenzuwirken.

Als Nächstes sollen längerfristige Studien untersuchen, wie sich die Veränderungen entwickeln. Außerdem soll die Verbindung LASSS an älteren Mäusen getestet werden, was in dieser Studie noch nicht erfolgte.

„Dieses Wissen eröffnet nun neue Wege, Maßnahmen zu verbessern, die altersbedingte Muskelatrophie und beeinträchtigte Regeneration mit Fibrose und Fetteinlagerungen bekämpfen könnten, einschließlich Sarkopenie und Gebrechlichkeit“, schreiben die Forschenden.

Die Studie wurde in Scientific Reports veröffentlicht.

Dieser Artikel wurde von Rachel Garner auf Fakten geprüft und von Clare Watson redigiert. Wir legen großen Wert auf unseren Prüfprozess, sind jedoch nur Menschen. Falls Ihnen ein Fehler auffällt, teilen Sie uns dies bitte mit.