Altern – aber bitte glücklich!

Die Gymnastikrunde kann starten! Die Kyphoplastie ist eine Operationsmethode, die hilft, schmerzfrei nach Wirbelkörperbrüchen und Osteoporose weiterzuleben. Foto: Universitätsklinikum HeidelbergForschungen am Fadenwurm identifizierten ein Molekül, welches Alterungsprozessen entgegenwirkt. In grün dargestellt sind die Nervenzellen. Foto: Universitätsklinikum HeidelbergNeben dem Blutzucker verrät das Molekül Methylglyoxal etwas über den Stoffwechsel von Diabetikern. Foto: Universitätsklinikum Heidelberg
Ort:Heidelberg
Zielsetzung:Mobilität und Regeneration im Alter ermöglichen
Projektpartner:Universitätsklinikum Heidelberg
Laufzeit:2006–2016
Förderhöhe:2.881.410 €

Bei einer stetig älter werdenden Bevölkerung wird es zunehmend wichtiger, die letzte Lebensspanne möglichst aktiv und mit Lebensfreude genießen zu können. Mit Hilfe der Dietmar Hopp Stiftung widmete sich die Arbeitsgruppe um Prof. Peter Nawroth von der Inneren Medizin I, Klinik für Endokrinologie, Stoffwechsel und Klinische Chemie vom Universitätsklinikum Heidelberg, der Aufgabe, Funktionsstörungen und Erkrankungen des Alterns zu verbessern. Im Fokus stand vor allem Diabetes mellitus Typ 2.

Medizinreferentin Dr. Ingrid Rupp: „Unsere Gesellschaft muss sich auf das Thema „Altern“ in vielerlei Hinsicht ausrichten. Prof. Peter Nawroth und seine Mitarbeiter lieferten zum Teil erstaunliche Ergebnisse, was Menschen aus medizinischer Sicht im Alter beachten sollten – und was nicht.“

Prof. Peter Nawroth berichtet: „Wir sind stolz, die Ergebnisse der 10 Jahre Projektförderung in bisher 78 Publikationen internationaler Fachzeitschriften veröffentlicht zu haben. Einzelne Teilprojekte sind derart vielversprechend, dass wir Therapiemöglichkeiten für beispielsweise diabetische Nervenschädigungen entwickeln.“

Ein verbessertes Verständnis von Diabetes

Im Rahmen der Forschung wurde ein Schlüsselmechanismus der Reparatur der Erbsubstanz entdeckt, der bei Diabetes mellitus gestört ist und so in verschiedenen Organen zu Spätschäden beiträgt. Es konnte ein neues Verfahren etabliert werden, das die Hoffnung auf die Heilung diabetischer Spätschäden keimen lässt.

Ein Erfolg ist auch die Entwicklung von folgenden zwei Maßnahmen: in einer Stress-Interventionsstudie konnte bei Patienten mit diabetischen Spätschäden gezeigt werden, dass sowohl die Schäden an der Niere als auch in den Gefäßen rückläufig sind, wenn Patienten lernen, mit Stress gut umzugehen (HEIDI-Studie).

Neueste Daten belegen, dass nicht nur Niere, Nerven, Augen und Gefäße, sondern auch die Lunge bei Patienten mit Diabetes verändert wird. Hier spielen sogenannte AGE-Proteine und der Verlust der Lungenfunktion eine Rolle. Es ergibt sich ein neues diagnostisches Kriterium, das in vielfältiger Weise genutzt werden kann.

Bisher sind die altersbedingten Veränderungen bei Typ-2-Diabetes nur wenig therapierbar. Selbst beim Typ-1-Diabetes sind wenige Spätschäden durch die Kombination von Diabetesdauer und Zuckereinstellung erklärt, beim Typ-2-Diabetes noch viel weniger. Im Laufe der 10 Jahre Projektförderung konnte gezeigt werden, dass sowohl beim Alterungsprozess als auch beim Diabetes bestimmte Stoffwechselreaktionen entgleisen. Prof. Peter Nawroth und seine Mitarbeiter bewiesen, dass es in Zellen andere Moleküle als der normalweise heute gemessene Blutzucker gibt, die zwischen Gesunden und Diabetikern besser unterscheiden lassen. Ein solches Molekül heißt Methylglyoxal. In weiterführenden Studien soll auf Basis dessen ein möglicher Therapieansatz für diabetische Nervenschädigungen (Neuropathien) erforscht werden. Die diabetische Neuropathie ist für viele Diabetiker quälend, sie stört nicht nur den Nachtschlaf, sondern langfristig führt sie auch dazu, dass Wunden an den Füßen entstehen und schlimmstenfalls Füße amputiert werden müssen. Viele Menschen sterben heute noch an den Folgen. Neben der Erforschung der medikamentösen Maßnahme, dem Einsatz eines Methylglyokal-bindenden Eiweißes, wurden eine nichtmedikamentöse, therapeutische Maßnahme (Hochfrequenzstimulation) untersucht. Beide Behandlungen werden weiterhin intensiv studiert.

Gefährliche Eiweiße

Die Untersuchung molekularer Mechanismen des Alterungsprozesses zeigte, wie sogenannte reaktive Metabolite Eiweißbausteine verändern können. Dadurch kann die Funktion von Eiweißen derart verändert werden, dass eine lang anhaltende Störung von Zellfunktionen folgt, die dann wiederum ursächlich für Veränderungen des Körpers, wie z.B. dem Funktionsverlust von Nervenzellen, Gefäßen oder dem Knochen ist. Beim Alterungsprozess und bei Diabetes mellitus treten Organschäden an Niere, Nerven, Lunge sowie Knochen auf, die als unterschiedliche Erkrankungen zu behandeln sind.

Kraftwerke der Zelle: die Mitochondrien

An den sogenannten Kraftwerken der Zelle, den Mitochondrien, konnte gezeigt werden, dass die Eiweiße durch reaktive Metabolite ihre Funktion ändern und Schaden nehmen. Die Schädigungen führen sowohl bei der diabetischen Neuropathie aber auch bei Morbus Parkinson zum Untergang von Zellen. Prof. Peter Nawroth und seine Mitarbeiter testeten erstmals einen potentiellen therapeutischen Ansatz in einem biologischen Modellsystem, dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans, kurz C. elegans. In diesem ca. 1mm langen Wurm konnte ein Molekül identifiziert werden, welches Zellaktivitäten stimuliert, die den Alterungsmechanismus und den Zelluntergang bekämpfen. Interessanterweise ist diese Substanz bereits in einem negativen Kontext, dem Muskelaufbau beim Doping, bekannt.

Zement in die Knochen bei Osteoporose: Die Kyphoplastie

Die Kyphoplastie ist ein spezielles Operationsverfahren, welches bei Osteoporose und schmerzhaften Wirbelkörperbrüchen durchgeführt werden kann. Bei der Methode wird etwas Zement in den Knochen gespritzt, um ihn zu stabilisieren. Über 1.000 operierte Patienten und über 2.000 Wirbelkörperbrüche zeigten, dass ein Großteil der Patienten hinterher keine Schmerzmedikamente mehr benötigten. Die Operation ist bei schmerzenden Wirbelkörperbrüchen einer konservativen Therapie vorzuziehen.

Die Projektgruppen, die sich mit verschiedenen Aspekten des Themas „Altern“ befassten, wurde von der Dietmar Hopp Stiftung von 2006–2016 mit rund 2,88 Millionen Euro finanziert. Ausgewählte Teilprojekte werden weitergehend im Rahmen eines Sonderforschungsbereichs mit dem Schwerpunkt diabetischer Spätschäden erforscht. In Heidelberg wurde damit das größte europäische Forschungszentrum zu diesem Thema etabliert.

Zur Inneren Medizin I: Klinik für Endokrinologie, Stoffwechsel und Klinische Chemie

Stand: Juni 2016

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