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    Epigenetik der Osteoporose als Forschungsthema – Würzburger Forscher organisieren ein deutsch-französisches Konsortium zur Erforschung der Epigenetik von Volkskrankheiten

    Viele Volkskrankheiten und insbesondere viele altersassoziierten Erkrankungen sind mit dem Erbmaterial eng verknüpft. Wir sprechen von genetischer Veranlagung für Erkrankungen wie Osteoporose, Arthrose oder auch Arteriosklerose, selbst für Krebserkrankungen ist eine genetische Disposition möglich. Unsere Gene ändern sich über einen Zeitraum von zigtausenden von Jahren nur in sehr geringem Ausmaß. Somit ist die Anpassung der genetischen Ausstattung an Lebensbedingungen über kürzere Zeiträume kaum möglich. In den letzten Jahrzehnten hat die Erforschung der Epigenetik eine neue Welt eröffnet mit Blick auf Anpassung unserer genetischen Informationen an Lebensumstände. Der Begriff Epigenetik beschreibt die Möglichkeiten der Zelle und letztlich des Organismus, den Zugang zu unseren prinzipiell vorhandenen genetischen Informationen im Zellkern so zu regulieren, dass eine kurzfristige Anpassung des Gebrauchs unserer genetischen Voraussetzungen an Lebensbedingungen möglich wird. Mit Hilfe von Enzymen regulieren unsere Zellen die Zugänglichkeit der genetischen Informationen und verhindern somit einerseits Zellvermehrung bei ausgeprägter Schädigung unserer Gene und damit erhöhte Krebsgefahr, andererseits sind sie auch in der Lage, bislang nicht genutzte Genbezirke zu eröffnen um sich beispielsweise an metabolische Veränderungen in unserem Leben anzupassen. Gene steuern nicht nur, sie werden auch gesteuert.


    Epigenetik und Alterung
    Insbesondere im Laufe der Alterung spielen solche Veränderungen eine sehr große Rolle. Die Erkenntnisse der letzten beiden Jahrzehnte gehen vor allen Dingen auch dahin, dass epigenetische Veränderungen im Alter nicht immer nur Schutzmechanismen entsprechen, sondern auch Folgen krankhafter Veränderungen des Metabolismus sein können, die dann selbst wieder zu degenerativen Erkrankungen führen können, indem sie die Regeneration des Gewebes verhindern. Dies ist besonders im Rahmen von entzündlichen Erkrankungen der Fall.

     

    Epigenetik
    Enzyme regulieren die Zugänglichkeit unseres Erbmaterials. Dies führt zu Unterschieden im Muster der Genregulation in unseren Körperzellen. Epigenetik moduliert auf diese Weise kurzfristig die Anpassung an Lebensbedingungen.



    Das Projekt
    Das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF und das französisches Pendant Agence Nationale de la Recherche ANR haben im Rahmen der Deutsch-Französischen Forschungskooperationen der Ministerien bilaterale Projekte ausgeschrieben zur Erforschung der Epigenetik altersassoziierter Erkrankungen. Den Zuschlag für ein Forschungsprojekt in Höhe von 1,5 Millionen Euro erhielt das Konsortium „OBELICS“ zum Thema „Epigenetik der Osteoporose“. Organisatoren des Konsortiums sind die Forscher Prof. Dr. Franz Jakob und PD Dr. Regina Ebert vom Orthopädischen Zentrum für Muskuloskelettale Forschung in Würzburg, eine Institution des Muskuloskelettalen Zentrum der Universität MCW.

    Das Konsortium beinhaltet zwei deutsche Forschungsgruppen, neben den Organisatoren ist Prof. Dr. Wolfgang Wagner, von der Universität Aachen, mitbeteiligt. Die beiden deutschen Forschungsgruppen stehen vor allen Dingen für Kompetenz in der Stammzellbiologie bei Osteoporose. Die französischen Partner stellen die Kompetenz der Stammzellbiologie blutbildender Zellen und die Kompetenz in der Analyse epigenetischer Veränderungen des Genmaterials.

    Das Forschungsprogramm des Konsortiums zielt darauf ab, mesenchymale Stammstellen aus dem Knochenmark von Osteoporose Patientinnen und Patienten zu isolieren, zu vermehren und die epigenetischen Veränderungen im Genmaterial dieser Stammzellen zu charakterisieren. Das epigenetische Profil der Zellen wird dann verglichen mit „jungen Stammzellen“ und die im Lauf des Lebens akquirierten Veränderungen bei Osteoporose werden funktionell erforscht. Damit betreten die Forscher Neuland auf dem Gebiet der Forschung nach Ursachen der Osteoporose. Klinisch gesehen ist das Alter bzw. die Alterung als Prozess seit langem als ein herausragender Risikofaktor für die Entwicklung einer Osteoporose bekannt. Auf der anderen Seite gibt es genügend wirklich hochbetagte Menschen, die keinerlei Anzeichen von Osteoporose aufweisen. Es ist somit davon auszugehen, dass die Betroffenen in ihren mesenchymalen Stammzellen vielleicht sogar einen beschleunigten Prozess der Alterung erleben, dessen Ursachen auf der Ebene von Genregulation völlig unbekannt sind.

    Die Erwartungen
    Die Forscher erwarten sich von ihrer Arbeit, dass sie neue therapeutisch adressierbare Zielmoleküle finden, um die Osteoporose zu behandeln oder der Osteoporose vorzubeugen. Als „Nebeneffekt“ steht zu erwarten, dass man viele neue Erkenntnisse gewinnen wird, die frühzeitige Alterung von Geweben betreffen und die wohl auch beispielhaft sind für andere altersassoziierte Erkrankungen wie die Arteriosklerose oder Tumorleiden. Somit könnte man Werkzeuge zur „Verjüngung“ von Zellen und Geweben an die Hand bekommen. Es wird sehr spannend werden zu erproben, ob man frühzeitige Alterung auch therapeutisch adressieren kann und damit eine Gewebeverjüngung bewirken kann, die eine verbesserte Regeneration im Alter zur Folge hat. Das Projekt ist ein hervorragendes Startprojekt um Voraussetzungen zu schaffen, die in die europaweiten Anstrengungen einfließen, gesundes Altern zu erforschen. Die EU hat in ihrem Rahmenprogramm „Horizon 2020“ die Alterung und das sogenannte Healthy Aging ebenso in ihr Forschungsprogramm aufgenommen wie die Bundesregierung in Deutschland, die gesundes Altern zur Forschungsaufgabe erklärt hat.


    Im Folgenden finden Sie eine Liste der beteiligten Institutionen und Forscher, detaillierte Informationen werden Sie in Kürze auf der Webseite des Konsortiums OBELICS erfahren können.

    • Prof. Dr. F. Jakob / PD Dr. Regina Ebert
      Orthopädisches Zentrum für Muskuloskelettale Forschung
      Lehrstuhl Orthopädie
      Brettreichstraße 11
      97074 Würzburg
    • Prof. Dr. Michelle Goodhardt
      INSERM UMRS 940,
      1, Avenue. C. Vellefaux
      Institut Universitaire d’Hematologie, Universite Paris
      7 Denis Didero, Paris, France
    • Prof. Dr. Hinrich Gronemeyer
      I.G.B.M.C. Institut Génétique Biologie Moléculaire Cellulaire
      1 Rue Laurent Fries,
      Illkirch, France
    • Dr. Oliver Bischof
      Institut Pasteur
      Nuclear Organization and Oncogenesis; INSERM U993
      25-28, rue du Docteur Roux
      75724 Paris Cedex 15 / France
    • Prof. Dr. Jean-Marc Lemaitre
      Institute of functional Genomics
      INSERM Laboratory Genome Plasticity and Aging
      141, Rue de la Cardonille,
      F-34094 Montpellier, France