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Ältere und junge Frau gegenüber voneinander
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EPIGENETIK – das Ende aller Falten?

Neuste Erkenntnisse aus der Epigenetik stimmen die Kosmetikforscher euphorisch. Ist die Zukunft ohne Falten bald möglich?

Was formt den Menschen mehr, die Gene oder seine Lebensgewohnheiten und die Umwelt? Eine Frage, die die Wissenschaft seit Jahrzehnten beschäftigt – die aber auch in die Irre führt: Denn Umwelt und Genom sind keine Gegenspieler, sie arbeiten vielmehr Hand in Hand. 

Genetik, Genforschung – falls Sie gerade die Augenbrauen hochziehen oder die Stirn runzeln: Das ist im Angesicht eines Anti-Falten-Themas denkbar kontraproduktiv und wirklich vollkommen unnötig

Wenn im Zusammenhang mit Beauty und Kosmetik von Genen gesprochen wird, dann handelt es sich niemals um den Eingriff in das Erbgut, sondern um neueste Erkenntnisse eines rasend spannenden Zweigs der Mikrobiologie: der Epigenetik! Epigenetik (griechisch epí =(dar)auf, darüber; über; hin; hinzu) beschäftigt sich laut Lexikon „mit Vorgängen, die die Regulation unserer Gene und deren Expression beeinflussen, ohne die DNA-Sequenz selbst zu verändern.“

Gene alleine entscheiden nicht

Man kann es auch so ausdrücken: Die Gene des Menschen enthalten zwar den Bauplan für die Zellen des Körpers, doch damit dieser überhaupt einen Sinn ergibt, regulieren epigenetische Mechanismen, welche Bereiche in den Zellen aktiv sind.

Ein anschauliches Beispiel für den Einfluss, den zum Beispiel Nahrung auf die Entwicklung der Zellen haben kann, bieten Bienenvölker: die Bienenlarve, die besonders viel Gelee Royal als Nahrung erhält, wird zur Königin. Allen anderen fällt das Los der Arbeiterin zu. Gelee Royal nimmt massiv Einfluss auf das Epigenom der Bienenlarven und verändert die Aktivität vieler Gene - allein im Gehirn sind es mehr als 500. Die Ernährung prägt das Epigenom, und das entscheidet über das Schicksal der Biene.

Der Lebensstil beeinflusst unsere Entwicklung

Eine andere Studie beschäftigte sich viele Jahre lang mit der Entwicklung von eineiigen Zwillingen – die identisches Genmaterial haben und als Babys kaum zu unterscheiden sind (Bauplan), sich aber im Laufe des Lebens unterschiedlich entwickeln.Ursache dafür sind äußere Einflüsse, Erfahrungen, Lebensstil. Mit zunehmendem Alter kommt es dadurch zur Aktivierung oder Abschaltung unterschiedlicher Gene. So entwickelt der eine vielleicht Diabetes oder altert schneller, der andere neigt zu Übergewicht oder Depressionen.

Unser Erbgut ist seit dem Jahr 2000 entschlüsselt. Die Sequenz der DNA ist komplett erforscht. Doch unsere DNA hat ein „zweites Gesicht“: ein Signal- und Gedächtnis-System, das auf die Art, wie wir altern, ebenso viel Einfluss nimmt wie unsere Erbanlagen selbst. Es existiert ein Übercode zu unserem Genom, das Epigenom.

„Es gibt hoffnungsvolle Ansätze und ständig neue Erkenntnisse über den Zusammenhang zwischen Epigenetik und Hautalterung“.

Dr. Felix Bertram, Inhaber und Leiter des Zentrums für Dermatologie und Chirurgie in Aarau bei Zürich
Dr. Felix Bertram, Inhaber und Leiter des Zentrums für Dermatologie und Chirurgie (Aarau, Zürich)

Forschung untersucht das Geheimnis der Zellen

Alle Körperzellen eines Lebewesens gehen aus einer befruchteten Eizelle hervor, vor jeder Zellteilung wird das genetische Material verdoppelt, um es weiterzugeben. Jede Zelle, mit Ausnahme der roten Blutzellen, enthält den kompletten Satz von 20 000 Genen. Trotzdem wird Keratin zum Beispiel nur von den Haut-, Haar- und Nägelzellen produziert. „Jede Zelle holt sich die Informationen aus dem Erbgut, die sie für ihre Mission braucht. Die Forschungen, unter welchen Umständen welches Gen anspringt, wann es verstummt und wie es sich reaktivieren lässt, laufen auf Hochtouren“, weiß Dr. med. Felix Bertram, Inhaber und Leiter des Zentrums für Dermatologie und Chirurgie in Aarau bei Zürich. 

In Deutschland passiert das vor allem in Heidelberg, am Deutschen Krebsforschungszentrum. Dort  analysieren Wissenschaftler wie Prof. Dr. Frank Lyko, Tumorbiologe und Epigenetiker, die epigenetischen Mechanismen zur Kontrolle der Genexpression. Außerdem wird erforscht, inwieweit sich neueste Erkenntnisse aus der Epigenetik nicht nur für die Medizin, sondern auch für die Kosmetik - und damit gegen die Hautalterung - nutzen lassen. 

Zelltypen lassen sich isoliert voneinander betrachten

Mit ihrem klar strukturierten Aufbau – bestimmte Zelltypen lassen sich isoliert voneinander betrachten – ist die Haut das ideale Versuchsmodell, um epigenetische Faktoren eindeutig nachzuweisen. Professor Lyko und seinem Team gelang das erstmalig 2010 mit Hilfe von Stanzproben der Haut ihrer freiwilligen Probanden.

Eine Gruppe bestand aus Teilnehmern im Alter von 19 bis 35 Jahren, die andere war 65 bis 72 Jahre alt. Lyko und Team hatten dazu jeweils Proben der sonnenstrapazierten Außenseiten und der lichtgeschützten Innenseiten der Unterarme jedes Teilnehmers genommen. Die Wissenschaftler „impften“ Gen-Chips mit Teilen dieser Zellproben und ließen deren Methylierungsmuster (Erklärung folgt sofort) per Computer analysieren.

Epigenetische Prozesse hindern beispielsweise die Zelle daran, bestimmte DNA-Abschnitte abzulesen, oder ermöglichen es im Gegenteil erst, dass eine Zelle einen wichtigen Baustein produziert. Dies geschieht unter anderem durch das Anhängen kleiner Moleküle, der Methylgruppen. Diese kleinen chemischen Anhängsel an der DNA – die Methylierungsmuster – entscheiden darüber, ob ein Gen abgelesen oder abgeschaltet wird. Die Faustregel lautet: Wenn mehr Methylgruppen an einem DNA-Abschnitt hängen, wird er dichter verpackt und kann nicht abgelesen werden.

Mit dem Alter steigt die Abschaltung der Gene

Professor Lykos' Ergebnisse: Die Abschaltung der Gene steigt mit dem Alter proportional an. Unterschiedliche Gewebeschichten, wie Epidermis und Dermis, weisen unterschiedliche Methylierungsmuster auf. Bei jeder Zellteilung muss das Methylierungsmuster der Erbinformation mit kopiert werden. Dabei passieren mit zunehmendem Alter immer mehr Fehler.

Seine Frage: Wie wäre es, dem erlahmenden Kontrollmechanismus wieder neue Energie zu verleihen – zum Beispiel, indem man die für die Methylierung verantwortlichen Enzyme einfach ausbremst? „Wir sind noch weit davon entfernt, Gene beliebig an- und abschalten zu können,“ sagt Dr. Felix Bertram. „Aber es gibt hoffnungsvolle Ansätze und ständig neue Erkenntnisse über den Zusammenhang zwischen Epigenetik und Hautalterung“. 

Pflanzenstoffe können die DNA auffrischen

In Heidelberg verliefen erste Versuche mit Pflanzenstoffen aus Grünem Tee, Curry und Sojabohnen bereits erfolgreich – zumindest unter Laborbedingungen. Diese Stoffe können die DNA der Zelle insgesamt wieder „auffrischen“. Sie entfernen epigenetische Abweichungen, so genannte Epimutationen, die wie ein Schmutzfilm über den Genen liegen, und verhelfen der Zelle zu neuem Potential.

Auch wenn Studien am Menschen noch ausstehen: Professor Lyko ist sich sicher, dass die Kosmetikhersteller in den nächsten fünf Jahren eine neue Generation von Anti-Aging-Cremes auf den Markt bringen werden, die Schönmacher-Gene vorübergehend wieder „scharf stellen“ und so Altersprozesse verlangsamen können.

Epigenetische Mechanismen lassen sich verhindern

„Bis es tatsächlich soweit ist, können wir heute schon eine Menge tun, um bestimmte epigenetische Mechanismen erst gar nicht aufkommen zu lassen“, so Dr. Felix Bertram. Stichwort: vorbeugende Anti-Aging-Pflege. Dazu gehören für den Medziner vor allem der aktive Schutz vor negativen Umwelteinflüssen, UV-Strahlung, dem Bluelight aus TV, Tablet, Smartphone und Computer und der Infratrotstrahlung, die besonders tief in die Haut eindringen.

Aber auch der ganzheitliche Ansatz. Das bedeutet: Die üblichen Verdächtigen, wie Rauchen, Alkohol und Stress, und die Hoffnungsträger Ernährung, Bewegung und vor allem nächtlicher Schlaf sind für die epigenetischen Aktivitäten in unseren Abermilliarden Zellen wesentlich. Allein während des zirkadianen Rhythmus, also unseres 24-Stunden-Tag- und Nacht-Zyklus, sollen bereits 10 Prozent aller Gene ihre Ausprägung verändern. Wie herausragend ist da die Botschaft, dass wir selbst Einfluss darauf nehmen können, in welche Richtung diese Veränderung geht!

Das menschliche Genom...

...ist die Gesamtheit aller Gene. Es besteht aus 20.000 Genen, die beim Menschen in Form von DNA auf 46 Chromosomen im Zellkern unserer Zellen gespeichert sind. Jedes dieser Gene kann aktiv oder stillgelegt oder aufgrund bestimmter Bedingungen vorübergehend stillgelegt sein, je nachdem, welche Aufgabe die entsprechende Zelle erfüllen muss. Nur etwa 4000 Gene sind gleichzeitig aktiv. Welche Gene an- und abgeschaltet werden, wird epigentisch gesteuert.

Die Epigenetik beschäftigt sich mit Vorgängen, die die Genregulation und -expression beeinflussen, ohne die DNA-Sequenz zu verändern. Also mit jenen Faktoren, die neben genetischen und Umweltfaktoren für die Ausprägung eines Merkmals verantwortlich sind. Die Epigenetik ist die Brücke zwischen Umwelt und Genen. Wenn unser Genom der Bauplan unseres Lebens ist, ist das Epigenom unser Steuerungscode.

Einzigartige Gene

Ein minimaler Prozentsatz der DNA ist einmalig, aber dieser einzigartige Teil hat enorme Auswirkungen – auch auf die Art, wie ein Mensch altert. Ist jemand dazu vorbestimmt, früh Falten zu bekommen? Wie verarbeiten und reparieren Zellen Lichtschäden? Oder wie stark reagiert das Abwehrsystem auf Stress, Schmutz – und vieles mehr.

Wenn man weiß, dass der Mensch sich im genetischen Profil, im Genom, von Schimpansen nur um 1,3 Prozent unterscheidet, wird deutlich, was schon geringste Variationen bedeuten. Noch eindrucksvoller: Obwohl nur 1,3 Prozent Unterschied zwischen den Genomen liegt, addiert sich dies nach neusten Forschungserkenntnissen zu 39 Millionen möglichen Unterschieden in der Funktion der Gene. Wissenschaftler (unter anderem eben Epigenetiker) beginnen diese Vorgänge immer besser zu verstehen – und vor allem, wie diese den Menschen auf individuellem Level bestimmen und beeinflussen.

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