Fasten aktiviert alternde Stammzellen

Cambridge (USA) - Der Darm ist innen mit einer Zellschicht ausgekleidet, die etwa alle fünf Tage durch Stammzellen erneuert wird. Das ermöglicht eine schnelle Geweberegeneration nach einer Darmerkrankung. Allerdings lässt diese Fähigkeit im Alter nach. Jetzt konnten amerikanische Forscher bei Mäusen nachweisen, dass eine nur 24-stündige Fastenperiode ausreicht, um die altersbedingt verringerte Aktivität dieser Stammzellen zu reaktivieren. Entscheidend dafür war, dass das kurzzeitige Hungern den Fettabbau in den Zellen verstärkte, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt „Cell Stem Cell“. Derselbe durch den Nahrungsentzug bewirkte Effekt ließ sich auch mit einem Wirkstoff erzielen, der den Abbau von Fettsäuren verstärkt. Das eröffnet die Möglichkeit neuer Therapien für alte Menschen nach einer Darminfektion oder für Krebspatienten nach einer Chemotherapie.

„Das Fasten aktiviert einen Schalter im Stoffwechsel der Darmstammzellen, so dass sie statt Kohlenhydraten Fett verbrennen“, sagt David Sabatini vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, einer der Leiter des Forscherteams. Fasten beschleunigt demnach das Umschalten der Energiegewinnung, verstärkt die Aktivität der Stammzellen und damit die Regenerationsfähigkeit der Darmschleimhaut. Normalerweise, also ohne Nahrungsentzug, lässt diese Fähigkeit der Stammzellen im Alter nach und die Effektivität der Geweberegeneration sinkt. Die Forscher ließen alte und junge Mäuse 24 Stunden hungern und überführten dann Stammzellen aus der Darmwand der Tiere in ein Nährmedium. Wie schnell sich darin ein Zellverband aus unterschiedlichen Darmzellen – so genannte Organoide – entwickeln, ist ein Maß für die Funktion der Stammzellen.

Im Vergleich zu entsprechenden Stammzellen von Mäusen, die nicht gehungert hatten, verdoppelte sich die Regenerationsfähigkeit der Darmstammzellen bei den jungen und alten Mäusen. Weitere Untersuchungen ergaben, dass die Fastenperiode mehrere Gene aktiviert hatte, was zur Umstellung des Energiestoffwechsels führte. Ein Hemmstoff, der den verstärkten Fettsäureabbau verhinderte, blockierte auch die Aktivierung der Stammzellen. Umgekehrt verbesserte sich deren Funktion auch ohne Nahrungsentzug, wenn ein verabreichter Wirkstoff für einen verstärkten Fettsäureabbau sorgte. „Offenbar reicht die Aktivierung eines Stoffwechselweges aus, um bestimmte altersbedingte Veränderungen rückgängig zu machen“, sagt Chia-Wie Cheng, ein Mitglied der Forschergruppe. Die Ergebnisse könnten neue Therapien ermöglichen, um die Regeneration einer geschädigten Darmschleimhaut von Patienten zu beschleunigen. Zudem wollen die Forscher nun prüfen, ob ein kurzzeitiges Fasten auch adulte Stammzellen anderer Gewebe stimulieren kann.