Verjüngung des Immunsystems durch Rapamycin :

Rapamycin ist für seine immunsuppressive Wirkung bekannt, könnte aber auch als Immunmodulator wirken. Diese doppelte Fähigkeit eröffnet neue Perspektiven für seinen Einsatz bei der Verjüngung des Immunsystems. Durch die Hemmung des mTOR-Signalwegs beeinflusst Rapamycin mehrere Alterungsprozesse und bietet damit ein bedeutendes Potenzial für die Behandlung altersbedingter Krankheiten.

Rapamycin und seine Derivate: Eine kurze Geschichte

Rapamycin, auch bekannt unter dem Namen Sirolimus, wurde erstmals in den 1990er Jahren wegen seiner immunsuppressiven Eigenschaften eingeführt. Seine Verwendung wurde schnell in der Organtransplantation übernommen. Aufgrund seines Patents war sein kommerzielles Potenzial jedoch begrenzt, was das Interesse an weiterführenden Forschungen bremste. Rapaloge, Derivate von Rapamycin, wurden entwickelt, um seine Anwendung zu erweitern.

Rapamycin bindet an das Protein FKBP12 und bildet einen Komplex, der das Zielprotein von Rapamycin bei Säugetieren(mTOR), genauer gesagt den mTORC1-Komplex, hemmt. Diese Hemmung reduziert die Proteinsynthese und verändert verschiedene zelluläre Prozesse, darunter auch die Autophagie, einen zellulären Abbauweg, der für die Aufrechterhaltung der Zellhomöostase entscheidend ist.

Rapamycin und Immunverjüngung: Was die Wissenschaft dazu sagt

2009 wurde in einer bahnbrechenden Studie nachgewiesen, dass Rapamycin das Immunsystem älterer Mäuse verjüngen kann. Mäuse, die sechs Wochen lang mit Rapamycin behandelt wurden, bevor sie eine Grippeimpfung erhielten, zeigten einen vergleichbaren Schutz wie jüngere Mäuse, was auf eine Wiederherstellung der Immunfunktion hindeutet. Studien an anderen Tierarten wie Hefen, Würmern, Fliegen und Fischen haben ebenfalls gezeigt, dass die Verringerung der mTOR-Signalgebung die Lebensdauer um bis zu 60 % verlängern kann.

Konkret wiesen unbehandelte ältere Mäuse nach der Impfung einen verminderten Schutz auf, mit nur 30 % Überleben nach einer Exposition gegenüber einer letalen Dosis des Grippevirus. Im Gegensatz dazu wiesen die mit Rapamycin behandelten Mäuse eine Überlebensrate von 100 % auf, ähnlich wie die jungen geimpften Mäuse. Dies zeigt, dass Rapamycin die Immunantwort älterer Mäuse verbessern kann, möglicherweise durch die Wiederherstellung wichtiger Zellfunktionen, die durch den Alterungsprozess beeinträchtigt werden.

Eine Studie von Joan Mannick und Kollegen zeigte ähnliche Ergebnisse bei Menschen. Ältere Menschen, dieEverolimus, ein Rapamycin-Derivat, einnahmen, zeigten eine verbesserte Reaktion auf Grippeimpfungen. Andere Humanstudien haben gezeigt, dass Rapamycin und seine Derivate die mit dem Altern verbundenen physiologischen Parameter im Immun-, Herz-Kreislauf- und Integumentensystem verbessern. So zeigten die Teilnehmer in klinischen Studien beispielsweise verstärkte Immunreaktionen, weniger Entzündungen und eine bessere kardiovaskuläre Gesundheit ohne schwerwiegende Nebenwirkungen.

Diese Studie umfasste 218 Teilnehmer im Alter von 65 Jahren und älter, die in mehrere Gruppen aufgeteilt wurden, die unterschiedliche Dosen Everolimus oder ein Placebo erhielten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Gruppen, die Everolimus erhielten, signifikant bessere Immunantworten hatten, die durch höhere Antikörpertiter nach der Impfung gemessen wurden.

Darüber hinaus ergab die Studie, dass die verabreichten Everolimus-Dosen keine signifikanten Nebenwirkungen hervorriefen und ein ähnliches Verträglichkeitsprofil wie das Placebo aufwiesen. Dieses Fehlen nennenswerter Nebenwirkungen ist von entscheidender Bedeutung, da es die Vorstellung untermauert, dass Rapamycin und seine Derivate ohne größere Risiken bei einer alternden Bevölkerung eingesetzt werden können. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Rapamycin nicht nur zur Verbesserung der Immunantwort bei älteren Menschen, sondern potenziell auch zur Verringerung der Infektionsinzidenz im Allgemeinen eingesetzt werden könnte, was den Weg für neue und wichtige klinische Anwendungen ebnet.

Therapeutisches Potenzial von Rapamycin

Das therapeutische Potenzial von Rapamycin geht über die bloße Immunverjüngung hinaus. Durch die Verringerung chronischer steriler Entzündungen und die Modulation der Immunantwort könnte Rapamycin die Infektionsresistenz verbessern und die Langlebigkeit erhöhen. Studien haben auch nahegelegt, dass Rapamycin positive Auswirkungen auf andere Organsysteme wie das Herz, das Gehirn und die Leber haben könnte. So zeigten klinische Studien beispielsweise signifikante Verbesserungen der Herzfunktion und eine Verringerung der altersbedingten Schäden sowie eine erhöhte Neurogenese und einen Schutz vor neurodegenerativen Erkrankungen.

Die für das Altern charakteristische chronisch sterile Entzündung wird mit vielen degenerativen Erkrankungen und einem allgemeinen Gesundheitsrückgang in Verbindung gebracht. Indem Rapamycin auf diese Entzündung abzielt, kann es potenziell den Ausbruch dieser Krankheiten verzögern und die Lebensqualität älterer Menschen verbessern.

Darüber hinaus deuten vorläufige Studien darauf hin, dass Rapamycin auch auf andere Organsysteme wie das Herz, das Gehirn und die Leber positive Auswirkungen haben könnte. Im Herzen zeigte Rapamycin beispielsweise kardioprotektive Effekte, indem es die Herzfunktion verbesserte und die altersbedingten Schäden reduzierte. Im Gehirn könnte es die Neurogenese fördern und die kognitiven Funktionen verbessern, was möglicherweise das Risiko für neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer senkt. In der Leber schließlich könnte Rapamycin die Leberregeneration verbessern und vor altersbedingten Lebererkrankungen schützen.

Diese Erkenntnisse eröffnen spannende Perspektiven für den klinischen Einsatz von Rapamycin bei Alterung und altersbedingten Krankheiten. Weitere Forschungsarbeiten sind jedoch entscheidend, um die Wirkmechanismen von Rapamycin besser zu verstehen und die Behandlungsprotokolle zu optimieren, um den therapeutischen Nutzen zu maximieren und gleichzeitig die potenziellen Risiken zu minimieren. Langzeitstudien sind von entscheidender Bedeutung, um die dauerhaften Auswirkungen und die Sicherheit von Rapamycin und seinen Derivaten zu bewerten, insbesondere bei noch nicht erforschten organischen Systemen.

Quellen

Targeting ageing with rapamycin and its derivatives in humans: a systematic review (Zielgerichtete Alterung mit Rapamycin und seinen Derivaten beim Menschen: eine systematische Übersicht)
The Role of Rapamycin in Healthspan Extension via the Delay of Organ Aging