Altern

Natürlich weiß Dario Valenzano noch, wie das war, damals, Anfang der 2000er Jahre, als er zum ersten Mal dem Fisch begegnete, der sein Leben verändern sollte. Der Evolutionsbiologe machte gerade seinen Masterabschluss an der Scuola Normale Superiore im italienischen Pisa, als ihm sein zukünftiger Doktorvater von einem afrikanischen Fisch namens Nothobranchius furzeri erzählte: sechs Zentimeter klein, strahlende Farben und vor allem — extrem schnell alternd. Der Killifisch, so hieß es, lebe einfach nicht länger als drei bis vier Monate, egal, was komme. Ein Glücksfall für die Alternsforschung. Zumal Fische dem Menschen gar nicht mal so unähnlich sind. Sie haben ein Herz, Knochen, sogar dieselben Arten von Immunzellen. Trotzdem arbeitete damals noch niemand so richtig mit ihnen. Zusammen mit seinem Betreuer fuhr Valenzano ins zwei Stunden entfernte Parma, traf sich dort mit dem Präsidenten der italienischen Killifischvereinigung, der Associazione Italiana Killifish, und ließ sich eine Tüte mit Hunderten von Fischeiern in die Hand drücken.

20 Jahre später sitzt Valenzano, inzwischen wissenschaftlicher Direktor des Leibniz-Instituts für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI), in seinem Büro auf dem Beutenberg-Campus in Jena und sagt: Mittlerweile gibt es auf jedem Kontinent der Erde Labore, die mit Killifischen arbeiten. Denn die Tiere lösen innerhalb der Alternsforschung ein etwas paradoxes Problem: Der Mensch lebt zu lange. Zumindest, wenn es darum geht, Theorien, Behandlungen und Ideen über ein gesamtes Leben hinweg zu testen, ohne jahrzehntelang auf die Ergebnisse zu warten. »Bei Killifischen sieht man hingegen, wie sie sich innerhalb weniger Tage verändern – und zwar dramatisch«, erzählt Valenzano.

Sie verlieren ihre Färbung, werden langsamer, ihr Rücken krümmt sich, die Organfunktionen lassen nach. Manche entwickeln sogar Krebs oder verlieren Nervenzellen. Kurz gesagt: Sie durchleben ihr Leben verdammt schnell. Damit bieten sie einen hervorragenden Zugang zum gesamten Organismus, um zu verstehen, was es bedeutet zu altern.

N. furzeri, auch bekannt als Türkiser Prachtgrundkärpfling, mischt die Alternsforschung gerade ziemlich auf. Und: Er verändert die Sichtweise der Menschen, die an ihm arbeiten. So sehr, dass ich mich regelmäßig frage: ›Was tue ich heute, das den Alterungsprozess beschleunigt? Gibt es etwas, das ich jetzt und nicht erst morgen tun kann, um länger gesund zu bleiben?‹, sagt Valenzano.

Im Grunde sind das genau die Fragen, mit denen er und seine Kolleginnen und Kollegen aus rund 40 Nationen sich am FLI jeden Tag beschäftigen. Hier geht es nicht darum, das ewige Leben zu finden. Die Forschenden wollen vor allem verstehen, welche Mechanismen und Prozesse das Altern vorantreiben und den Menschen im besten Fall dabei helfen, gesund zu bleiben. Antworten finden sich in den Kellerräumen des Instituts. Hier leben rund 4.000 Killifische in kleinen Aquarien.

Sie werden lokal gezüchtet, mit Mückenlarven und Shrimps gefüttert und täglich beobachtet. Wer sie besuchen will, muss einen blauen Kittel anziehen und mit seinen Schuhen in Plastiküberzüge schlüpfen. An einem Donnerstag Ende April vollzieht Christoph Englert, der am FLI die Forschungsgruppe »Molekulare Genetik des Alterns« leitet, genau diese Prozedur. Er möchte zeigen, was hier so passiert ist, seitdem er 2004 ans Institut kam.

Da standen die Kellerräume nämlich noch weitestgehend leer, kein Fisch weit und breit. In den Berufungsverhandlungen machte Englert dann klar: Ohne Killifisch kommt auch er nicht. Kurz darauf stand das erste Regal mit den ersten fünf Exemplaren. Mittlerweile sind es Tausende. Sie verteilen sich auf Räume mit Namen wie »Tortuga«, »Teneriffa« und »Bali«. Englert geht jetzt vorbei an Teneriffa, einem Raum, in dem die Fische in großen Inkubatoren und kleinen Petrischalen herangezüchtet werden, und öffnet die Tür nach Bali. Sofort fängt es überall an zu plätschern, die kleinen Aquarien fassen jeweils etwa acht bis zehn Liter und werden ständig mit Frischwasser versorgt. Inmitten von Ziersteinen und Sand tummeln sich die Fische und damit auch: die Experimente. Manchmal alleine, manchmal zu zweit, gemischte Populationen, Männchen-WG, Weibchen unter sich – die Konstellation variiert je nach Fragestellung.

Vor ein paar Jahren untersuchte eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Englerts Kollegen Dario Valenzano etwa das Gehirn von Killifischen und machte eine überraschende Entdeckung: Bei Fischen sammelten sich jene Amyloid-Proteine an, die auch bei Menschen vorkommen und mit Alzheimer in Verbindung gebracht werden. Entfernten die Forschenden die Amyloid-Proteine bei alternden Fischen, lernten die Tiere besser und Entzündungen im Gehirn gingen zurück. Das könnte langfristig dabei helfen, das Risiko für Alzheimer zu verringern oder die Krankheit sogar präventiv zu verhindern.

Das FLI war eine der ersten Institutionen, die das Genom des Killifisches vollständig entschlüsselt haben. Was das bedeutet, zeigt Englert jetzt an einem Regal in der hinteren Ecke des Raumes. Das sind unsere Klarafische, in die können Sie hineinsehen. Vor einigen Jahren gelang es den Forschenden tatsächlich, die Gene der Fische so zu verändern, dass ihre Körper durchsichtig wurden. Die roten Kiemen, der Eierstock, gefüllt mit kleinen runden Eizellen, der Darm, schwarz oder rot, je nach Futter – alles ist mit bloßem Auge sichtbar, alles nur, weil drei von mehr als 20.000 Genen ausgeschaltet wurden.

Die Forschungsgruppe um Englert macht das nicht, weil sie sich erhofft, später mal durchsichtige Menschen zu erschaffen. Es geht ihnen um die molekulare Genetik des Alterns, also darum, zu untersuchen, wie Gene die Entwicklung und das Altern steuern. Ein Beispiel sind die sogenannten seneszenten Zellen, die im Alter sowohl beim Killifisch als auch beim Menschen vermehrt auftreten. Das sind Zellen, die sich nicht mehr teilen und zu einer Art Dauerentzündung des Körpers führen. Wenn wir diese Zellen mit fluoreszierenden Farbstoffen markieren, können wir am Klarafisch live verfolgen, wann und wo sie im Körper auftreten, ob sie sich an bestimmten Stellen sammeln und was passiert, wenn man sie entfernt, sagt Englert.

Zusammen mit seinem Team geht er zum Beispiel auch der Frage nach, wieso Frauen nach wie vor älter werden als Männer. Bei den Killifischen entscheidet ein einzelnes Protein darüber, ob sie zu Männchen oder Weibchen werden, das Geschlecht zu ändern, ist also deutlich leichter als bei uns Menschen. Ein Schalter genügt. Perfekt für Experimente, die zeigen sollen, wie sehr Gene oder das Geschlecht beeinflussen, wie lange ein Lebewesen lebt.

Englert geht jetzt weiter und entdeckt eine schwarze Flosse, wo keine sein sollte. Das Gen haben wir eigentlich herausgenommen. Dann gibt es wohl ein zweites Gen, sagt er ganz entspannt. Gen an, Gen aus, es klingt so simpel und ist doch hochkomplex. Denn unsere Gene ermöglichen uns zwar einen sogenannten Möglichkeitsspielraum, wie Englert es nennt, heißt, sie bestimmen, ob wir Krebs oder Alzheimer bekommen, aber sie sind eben nicht alles. Wir können mit unserem Verhalten beeinflussen, ob wir früher oder später altern. Wenn Sie jeden Tag eine Schachtel Zigaretten rauchen und eine Flasche Rotwein trinken, sich nie bewegen und schlecht essen, dann sterben Sie auch früher, sagt er. Wie oft setzen wir uns der Sonne aus? Wie sauber ist die Luft, die wir atmen? Wie beengt unser Lebensraum? Das Leben hat zu viele Variablen, um sie alle im Labor studieren zu können. Es ist also kompliziert.

Genau das ist auch der Grund, wieso am Institut niemand daran glaubt, das Altern komplett aufhalten zu können. Dafür findet es auf zu vielen Ebenen statt, sagt Englert. Moleküle können altern, Zellen können altern, Mitochondrien können altern, der Zellkern, Organellen, Organismen, all das kann altern. All das müsste adressiert werden, um das Altern wirklich zu stoppen. Allein deswegen ist es vollkommen unmöglich, sagt er. Aber: Das Altern kann weniger grausam ablaufen, gesünder, mit weniger Erkrankungen, da sind sich hier alle einig.

Die entscheidende Frage ist also, ob wir die Gesundheitsspanne einzelner Menschen verlängern können, sagt Melike Dönertas, die Leiterin der Forschungsgruppe »KI in der Mikrobiom-
und Alternsforschung«. Sie sitzt in ihrem hellen Büro mit den drei Bildschirmen und versucht zu erklären, dass allein das mit der Gesundheitsspanne schon schwer genug ist. Denn es gibt ein weiteres Problem in der Alternsforschung: die Heterogenität im Alterungsprozess. Kein Mensch altert auf die gleiche Art und Weise. Manche Menschen sind mit 85 körperlich fit, bekommen aber Gedächtnisprobleme. Bei anderen funktioniert das Hirn einwandfrei, sie kämpfen dafür aber mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen, verlieren an Muskelkraft oder entwickeln Diabetes, Krebs oder Sehprobleme.

Je älter Menschen werden, desto vielfältiger werden sie. Um diese Komplexität zu berücksichtigen, arbeiten Dönertas und ihr Team mit Hunderttausenden von Gesundheitsdaten und suchen in all der Vielfalt nach wiederkehrenden Mustern. Sie schreiben täglich Hunderte Zeilen von Code, entwickeln Analysemethoden und bauen Datenplattformen, immer auf der Suche nach Gemeinsamkeiten in einem Meer aus Unterschieden. Der momentane Fokus liegt dabei auf dem Mikrobiom, also auf Mikroorganismen wie Bakterien, Viren und Pilzen, die in unserem menschlichen Körper billionenfach vorkommen, vor allem im Darm. Studien an Modellorganismen deuten darauf hin, dass das Mikrobiom einen kausalen Einfluss auf den Alterungsprozess und die Lebenserwartung hat, jetzt geht es darum, herauszufinden, auf welchem Weg und warum das geschieht.

Dafür baut das Team um Dönertas gerade eine Art digitalen Krankheitsatlas auf. Er zeigt, welche Mikroben mit welchen Krankheiten zusammenhängen. Grün bedeutet schützend, Rot schädlich. Das Ziel: Menschen möglichst lange gesund zu halten. Wir haben die Möglichkeit, mit unserer Forschung das Leben der Menschen zu beeinflussen, das ist etwas Großes, sagt Dönertas. Das motiviert mich.

Trotzdem: Wenn man sich tagein und tagaus mit dem Altern beschäftigt, mit dem Sterben, mit Krankheiten, was bleibt dann am Ende? Klarheit, sagt Dönertas, sie kenne die Statistiken, die
durchschnittliche Lebenserwartung, sie wisse, was auf sie zukommt. Achtsamkeit und Optimismus, sagt Valenzano, die Forschung beweise jeden Tag, dass es möglich ist, in die Gesundheit einzugreifen. Ziemlich viel Leben, sagt Englert, der seine Aquarien-Tour mittlerweile beendet hat und an einem Tee in seinem Büro nippt. Die Jahre hätten ihn gelehrt, dass das Altern nicht immer nur eine Verschlechterung bringt, sondern eben auch Erfahrung. Die Entscheidungen werden besser, die Gelassenheit nimmt zu, das würden auch Psychologen bestätigen.

Und noch etwas findet er schön an seinem Job. Seine Großmutter habe ihn früher immer gefragt, ob das, was er da beruflich so mache, auch irgendwie relevant für den Menschen sei. Heute kann er sagen: Ja, und wie.