Die metabolische Adaptation mesenchymaler Stammzellen und die Entstehung von Adipositas im Alter

Deutsch Das Durchschnittsalter der Weltbevölkerung steigt kontinuierlich an. Laut UN wird sich im Jahr 2050 der Anteil der über 65-Jährigen mehr als verdoppelt haben. Mit der erhöhten Lebenserwartung steigt auch das Risiko an alternbedingten Krankheiten wie Diabetes mellitus, Adipositas und koronarer Herzkrankheit zu leiden. Die Erforschung von Alterungsmechanismen und deren Einfluss auf die Entstehung von Krankheiten ist eine der großen Aufgaben unserer älter werdenden Gesellschaft. Mesenchymale Stammzellen (MSC) sind ein geeignetes Modell für diese Fragestellung, weil sie sich in ihren Eigenschaften durch Alterung und Krankheit verändern. MSC sind im Körper für die Regeneration von Gewebe wie Fett, Knochen und Knorpel verantwortlich. Die Kapazitäten hinsichtlich des Wachstums und der Erneuerung dieser Gewebe sind durch die Plastizität der MSC determiniert. Eine reduzierte Plastizität von MSC geht einher mit alternsbedingten Erkrankungen. Bislang ist wenig darüber bekannt wie der Metabolismus von MSC durch Altern und alternsbedingte Erkrankungen reguliert wird. Das Projekt wird den Metabolismus von alternder MSC beschreiben und zeigen wie sich MSC an Altern und Krankheit anpassen. Das Apoliprotein (APOE) als wichtiger Regulator des Lipidstoffwechsels kommt u.a. in Fettzellen vor. Die Isoform 4 ist in ihrer Funktionalität verändert und zeigt starke Assoziationen mit alternsbedingten Erkrankungen wie Alzheimer-Krankheit und Diabetes mellitus. APOE-Knockout Kaninchen zeigen erhöhte Triglyceride, erhöhte Cholesterol-Werte, Arteriosklerose und Hyperlipidämie. Die Tiere haben ein stark erhöhtes Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen, die ebenfalls alternsbedingt auftreten. Zusammenfassend kann man schlussfolgern, dass APOE in Abhängigkeit zum Alter die Entstehung von Krankheiten mit beeinflusst. Für die Untersuchung der Mechanismen biologischer Alternsprozesse adulter Stammzellen, ist das Kaninchen ein hervorragend geeignetes und gut etabliertes Modell. MSC können aus dem Fettgewebe des Kaninchens isoliert werden und in alle Mesodermen einschließlich Fettzellen differenziert werden. Diese Methodik ist umfassend etabliert. MSC werden aus dem Fettgewebe junger (>15 Wochen), alter (>108 Wochen) und APOE-Knockout (>15 Wochen) Kaninchen isoliert, zu Fettzellen differenziert und analysiert. Induziert pluripotente Stammzellen aus dem Kaninchen (RiPSC) werden hergestellt und genutzt um MSC und Fettzellen herzustellen. Die Analysen sind entsprechen dem höchsten Standard molekularbiologischer Methoden einschließlich Metabolom-Analysen. Die Thematik ist auf Schlüsselfaktoren für die Plastizität von MSC, den Metabolismus von Zellen und Regulatoren des Alterns fokussiert. Metabolom-Analysen werden entsprechend neuster statistischer und bioinformatischer Methoden ausgewertet und mit bestehenden Datensätzen der CARLA-Studie in Halle verglichen. Das Projekt wird neue Erkenntnisse über Entstehung, Verlauf und Behandlung von alternsbedingten Erkrankungen liefern.