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Cockayne-Syndrom.
PD Dr. Sebas­tian Iben und Marius Costel Alupei (rechts) forschen an der Ulmer Univer­si­täts­kli­nik für Derma­to­lo­gie und Aller­go­lo­gie zum Cockayne-Syndrom.Bild: Eberhardt/Uni Ulm

Mit Falten, Haaraus­fall und grauem Star in die Grund­schule: Das Cockayne-Syndrom lässt Kinder so rasant vergrei­sen, dass sie bereits in der Jugend an alters­as­so­zi­ier­ten Erkran­kun­gen leiden und durch­schnitt­lich mit 12 Jahren verster­ben. Das unheil­bare Syndrom ist auch bekannt unter dem Begriff „Proge­rie“. Es kommt sehr selten vor und hat drama­ti­sche Auswir­kun­gen für Betrof­fene. Die angebo­rene Krank­heit hemmt nicht nur das Wachs­tum betrof­fe­ner Kinder, sondern lässt sie extrem schnell, wie im Zeitraf­fer, altern. Die „jungen Greise“ leiden unter typischen Alters­krank­hei­ten wie Arteri­en­ver­kal­kung, Seh- und Hörver­lust. Weiter­hin fallen sie durch Gesichts­fehl­bil­dun­gen und intel­lek­tu­elle Defizite auf.

Als Auslö­ser des Syndroms gelten verän­derte Eiweiße (Prote­ine), die durch Sonnen­licht verur­sachte Erbgut­schä­den reparie­ren. Norma­ler­weise führen solche nicht reparierte Erbgut­schä­den zu Krebs­er­kran­kun­gen – die bei Kindern mit Cockayne-Syndrom aber nicht vorkom­men. Aus diesem Grund suchen Forscher um PD Dr. Sebas­tian Iben und den Erstau­tor Marius Costel Alupei von der Ulmer Univer­si­täts­kli­nik für Derma­to­lo­gie und Aller­go­lo­gie nach alter­na­ti­ven Erklä­run­gen für die beschleu­nigte Alterung. Mit ihrer wissen­schaft­li­chen Arbeit setzen sie bereits bei den zellei­ge­nen Prote­in­fa­bri­ken (Riboso­men) an.

Gestör­tes Gleich­ge­wicht des Protein­auf- und ‑abbaus

Anhand der Hautzel­len von Kindern mit dem Cockayne-Syndrome und Kontroll­grup­pen haben die Forscher die Genau­ig­keit der Prote­in­her­stel­lung in diesen „Zellfa­bri­ken“ unter­sucht – mit eindeu­ti­gem Ergeb­nis. Bei Patien­ten mit dem Cockayne-Syndrom passie­ren viel mehr Fehler bei der Eiweiß­pro­duk­tion als bei den Kontrol­len. „Diese fehler­haf­ten Prote­ine stres­sen die Zellen, wodurch wiederum die Herstel­lung neuer ‚Zellfa­bri­ken‘ und letzt­lich deren Eiweiß­pro­duk­tion gestört sind“, erklärt Sebas­tian Iben den Teufels­kreis. Dabei sind die fehler­haf­ten Prote­ine von Kindern mit dem Cockayne-Syndrom verhält­nis­mä­ßig insta­bil, was mit einer gerin­gen Lebens­spanne assozi­iert wird. Langle­bige Wesen, allen voran die bis zu 500 Jahre alte Seemu­schel Arctica islan­dica, zeich­nen sich durch eine hohe Prote­in­sta­bi­li­tät aus.

Insge­samt konnten die Wissen­schaft­ler zeigen, dass bei Patien­ten mit dem Cockayne-Syndrom das Gleich­ge­wicht des Protein­auf- und ‑abbaus gestört ist. Dieses Phäno­men ist von alten Menschen und insbe­son­dere Patien­ten mit neuro­de­ge­ne­ra­ti­ven Erkran­kun­gen wie Alzhei­mer und Parkin­son bekannt. Das von den Forschern nachge­wie­sene Ungleich­ge­wicht könnte das ausblei­bende Wachs­tum und die vorzei­ti­gen Alters­er­schei­nun­gen der Kinder erklären.

Neuer Thera­pie­an­satz für Betroffene

Aus diesen Erkennt­nis­sen ergibt sich ein neuer Thera­pie­an­satz für betrof­fene Kinder: „Womög­lich kann das Ungleich­ge­wicht des Eiweiß­auf- und ‑abbaus durch die Gabe von künst­lich herge­stell­ten ‚Prote­in­fal­tern‘, sogenann­ten Chape­ro­nen, aufge­ho­ben werden“, erklärt Erstau­tor Marius Costel Alupei. Diese Chape­rone, die auch in der Leber produ­ziert werden, sind neben­wir­kungs­arm und werden seit rund 3.000 Jahren in der Tradi­tio­nel­len Chine­si­schen Medizin eingesetzt.

Darüber hinaus sind die Wissen­schaft­ler um Iben und Profes­so­rin Karin Scharf­fet­ter-Kochanek, Ärztli­che Direk­to­rin der Ulmer Univer­si­täts­kli­nik für Derma­to­lo­gie und Aller­go­lo­gie, einem bisher unbekann­ten Alterungs­me­cha­nis­mus auf der Spur: Eventu­ell werden Prote­ine, die oft als Bausteine des Körpers bezeich­net werden, im Laufe des Lebens immer unsorg­fäl­ti­ger herge­stellt, was Alters­er­schei­nun­gen auslö­sen könnte. Dieser Hypothese wollen die Wissen­schaft­ler weiter nachgehen.

Der Fachbei­trag ist im Journal Cell Reports erschienen.