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NEWSLETTER AUS BRÜSSEL: DEATH OF DEATH MONATLICHER NEWSLETTER VON HEALES: DER TOD DES TODES N° 191, März 2025

Patrick

7 min



Der Wunsch, dem Menschsein zu entkommen, liegt meiner Meinung nach auch der Hoffnung zugrunde, die Lebensspanne des Menschen weit über die 100-Jahres-Grenze hinaus zu verlängern. Hannah Arendt, Philosophin. The Human Condition, 1958 (Quelle:).



Thema des Monats: Bärtierchen



Was sind Bärtierchen?

Bärtierchen, auch als Tardigraden bekannt, sind mikroskopisch kleine wirbellose Tiere mit einer Länge von 0,1 bis 1 mm und 8 Beinen. Sie wurden 1773 entdeckt und leben in einer Vielzahl von Umgebungen, darunter Ozeane, Süßwasserkörper und terrestrische Ökosysteme wie Moose, Flechten und Böden. Weltweit wurden bisher 1380 Arten lebender Bärtierchen nachgewiesen. Trotz ihrer geringen Größe spielen Bärtierchen eine wichtige ökologische Rolle im Nährstoffkreislauf und bei der mikrobiellen Regulierung in ihren Lebensräumen. 

Bärtierchen sind vor allem für ihre außergewöhnlichen Überlebensfähigkeiten bekannt: Sie haben mehrere Massenaussterben überlebt, sind in die Erdumlaufbahn geflogen und auf dem Mond gelandet. Sie können 20 Monate eingefroren bei -200°C überleben, immensen Druck, das Vakuum des Weltraums und toxische Substanzen überleben. Einige Arten (z. B. die Gattung Paramacrobiotus) sind 1000-mal widerstandsfähiger gegenüber UV- und Röntgenstrahlung als Menschen und können sogar mehrere Tage ohne Sauerstoff überleben. Ihre einzigartigen physiologischen Anpassungen machen sie zu einem interessanten Forschungsobjekt, insbesondere in der Astrobiologie, Genetik und Umweltforschung. 

Wie können sie alles überleben? 

Bärtierchen verdanken ihre extreme Widerstandsfähigkeit mehreren biologischen Anpassungen. Eine ihrer wichtigsten Überlebensstrategien ist die Kryptobiose, ein Zustand, in dem sie ihren Stoffwechsel als Reaktion auf extreme Umweltbedingungen fast vollständig herunterfahren. In diesem Zustand verlieren Bärtierchen 99 % ihres Körperwassers und rollen sich zu einer ausgetrockneten Form zusammen, die als „Tönnchen“ bezeichnet wird. So können sie extreme Dehydrierung (Anhydrobiose), eisige Temperaturen (Kryobiose), hohen Salzgehalt (Osmobiose) und Sauerstoffmangel (Anoxybiose) überleben. So konnten beispielsweise japanische Forscher in einer Studie aus dem Jahr 2016 ein antarktisches Bärtierchen, das aus einer über 30 Jahre lang gefrorenen Moosprobe entnommen wurde, wiederherstellen und vermehren.

Ein entscheidender Faktor für ihr Überleben ist die Produktion von bioprotektiven Proteinen, die als Tardigrade-spezifische intrinsisch ungeordnete Proteine (TDPs) bekannt sind. Diese Proteine ersetzen das Wasser in ihren Zellen und bilden eine schützende gelartige Struktur, die Schäden an empfindlichen biologischen Molekülen wie DNA und Proteinen verhindert. Wenn die Bedingungen wieder günstig sind, können Bärtierchen innerhalb weniger Stunden rehydrieren und zu ihrer normalen Aktivität zurückkehren.

Bärtierchen besitzen außerdem äußerst effiziente DNA-Reparaturmechanismen, die ihnen helfen, hohe Strahlungswerte zu überleben, die bei anderen Organismen in der Regel tödliche Mutationen verursachen würden. Darüber hinaus produzieren einige Arten Pigmente, die als Schutzschild gegen schädliche ultraviolette Strahlung dienen.

Diese bemerkenswerten Anpassungen machen Bärtierchen zu einer der widerstandsfähigsten Lebensformen auf der Erde. Ihre Fähigkeit, im Weltraum zu überleben, hat großes wissenschaftliches Interesse geweckt, insbesondere in den Bereichen Astrobiologie und Biotechnologie, wo Forscher ihre einzigartigen Überlebensmechanismen für potenzielle Anwendungen in der Medizin, der Lebensmittelkonservierung und der Weltraumforschung untersuchen.

Anwendung für Wissenschaft und Langlebigkeit

Das Tardigrade Damage Suppressor Protein (Dsup) wurde als Schlüsselfaktor für die Fähigkeit der Bärtierchen identifiziert, ihre DNA vor Schäden durch Stressfaktoren wie Strahlung und Austrocknung zu schützen. Untersuchungen haben gezeigt, dass Dsup, wenn es in menschliche Zellen eingebracht wird, die Regulierung von Genen unterstützt, die an der DNA-Reparatur und -Transkription beteiligt sind. Eine Studie ergab, dass die Expression von Dsup die Antioxidantienspiegel erhöhte und wichtige Parameter wiederherstellte, die durch UV-Strahlung verändert wurden, wie z. B. die Pollenschlauchlänge, die Position der männlichen Keimzelle und die Expression von Stressproteinen (Tubulin, HSP70). Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Dsup die Pollenresistenz gegenüber UV-B erhöhen und die Toleranz der Pflanzen gegenüber Sonneneinstrahlung verbessern könnte. Dieses Protein könnte eine entscheidende Rolle beim Schutz der menschlichen DNA vor Umweltschäden spielen und therapeutische Anwendungen in der Krebsbehandlung finden, wo DNA-Reparaturmechanismen für die Wirksamkeit von Therapien von entscheidender Bedeutung sind. Chemo- und Strahlentherapie verursachen häufig DNA-Schäden in gesunden Zellen, was ihren Erfolg einschränkt und schädliche Nebenwirkungen verursacht. Durch die Anwendung von Proteinen oder Genen, die von Bärtierchen stammen, auf menschliche Zellen könnten Forscher möglicherweise die Fähigkeit der Zellen zur DNA-Reparatur verbessern und sie widerstandsfähiger gegen die schädlichen Auswirkungen von Krebstherapien machen. Dies könnte dazu beitragen, die Wirksamkeit von Behandlungen zu erhöhen und gleichzeitig die Schädigung gesunder Gewebe zu minimieren. 


Die Kryokonservierung, ein Verfahren zur Konservierung von Zellen, Geweben oder Organen bei niedrigen Temperaturen, ist ein weiterer Bereich, in dem die Bärtierchenforschung Anwendung findet. Bärtierchen sind in der Lage, extreme Austrocknung zu überleben, ein Prozess, der der Kryokonservierung ähnelt. Durch die Untersuchung der Gene, die für ihre Stressresistenz verantwortlich sind, arbeiten Forscher an der Verbesserung von Kryokonservierungstechniken für menschliche Zellen, Gewebe und Organe, was die Organtransplantation und die Konservierung von genetischem Material revolutionieren könnte.

Als extremophile Organismen können Bärtierchen im Weltraum überleben. 1964 wurde erstmals vorgeschlagen, Bärtierchen aufgrund ihrer außergewöhnlichen Strahlenresistenz als Modellorganismen für die Weltraumforschung zu verwenden. Im Laufe der Jahre zeigten Studien über ihre Kryptobiose eine noch größere Widerstandsfähigkeit, insbesondere unter Weltraumbedingungen. Mehrere Weltraummissionen, wie FOTON-M3 im Jahr 2007 und die Endeavour-Mission im Jahr 2011, untersuchten, wie Bärtierchen Weltraumstressoren wie Mikrogravitation und Strahlung überlebten. Die letzte Weltraumforschung mit Bärtierchen war das Phobos Life Project, das darauf abzielte, das Überleben von Organismen während eines interplanetaren Flugs zu testen und die Panspermie-Theorie zu unterstützen. Leider scheiterte die Mission, als das Raumschiff 2012 abstürzte. 

Darüber hinaus hat dieser Organismus eine bemerkenswerte Widerstandsfähigkeit gegenüber anhaltendem extremem Druck gezeigt und bis zu 74.000 Atmosphären ausgehalten – das entspricht einem Abstieg von 180 km in Richtung Erdkern. Dies übersteigt den Druck, der zur Bildung von Diamanten erforderlich ist. Trotz dieser extremen Bedingungen bleiben die Struktur und Integrität ihrer Zellen unverändert.

Die Fähigkeit der Bärtierchen, in Kryptobiose zu verfallen, macht sie nicht nur gut geeignet, um lange kosmische Reisen zu überleben, sondern eröffnet auch die Möglichkeit zu erforschen, ob sie auf anderen Planeten überleben und gedeihen könnten.

Ein weiteres Potenzial der Verwendung von Bärtierchen als Modell könnte darin bestehen, zu untersuchen, wie sie altern, wenn sie in Kryptobiose verfallen. Die „Dornröschen“-Hypothese besagt, dass Bärtierchen in diesem trockenen Zustand möglicherweise nicht altern, auch wenn sie noch nicht vollständig erforscht ist. Kürzlich wurde diese Hypothese getestet, indem eine Gruppe von Bärtierchen abwechselnd bei -30 °C eingefroren und bei 20 °C gefüttert wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass die gefrorenen Bärtierchen doppelt so lange lebten wie die Kontrollgruppe. Diese Studie ist der erste experimentelle Beweis dafür, dass Bärtierchen während der Kryobiose weniger altern. 

Bärtierchen sind nicht die einzigen, die Kryptobiose praktizieren

Wie Bärtierchen können auch einige bdelloide Rädertierchen in Kryptobiose verfallen, um extreme Bedingungen, einschließlich längeres Einfrieren, zu überleben. Eine 2021 veröffentlichte Studie ergab, dass ein bdelloider Rädertierchen der Gattung Adineta, das aus sibirischem Permafrost gewonnen und mit der Radiokarbonmethode auf ein Alter von etwa 24.000 Jahren vor heute datiert wurde, erfolgreich wiederbelebt werden konnte. Eine genetische Analyse bestätigte seine Klassifizierung und zeigte, dass er in einer Laborumgebung durch Parthenogenese wieder fortpflanzungsfähig war. Diese Entdeckung stellt den längsten dokumentierten Fall des Überlebens eines mehrzelligen Organismus im gefrorenen Zustand dar und unterstreicht die Kryptobiose als eine bemerkenswerte biologische Strategie, die es bestimmten Lebensformen ermöglicht, extremen Umgebungen zu widerstehen und Tausende von Jahren inaktiv zu bleiben.



Die gute Nachricht des Monats: Wir verstehen mehr über das Leben von Superhundertjährigen. 



Maria Branyas Morera starb 2024 im Alter von 117 Jahren. Sie hatte sich bereits zu Lebzeiten untersuchen lassen, um ihre außergewöhnliche Gesundheit zu untersuchen. Eine Studie, die im Februar als Vorabdruck veröffentlicht wurde, zeigt, dass sie fast ein „kindliches Darmmikrobiom“ hatte. Ihre Gene schützten sie vor Herz-Kreislauf-, neurodegenerativen und Stoffwechselerkrankungen. 

Die Hauptautorin des Artikels, Manel Esteller, sagt, dass die rekordverdächtige Superhundertjährige darauf hindeutet, dass Alterung und Krankheit unter bestimmten Bedingungen entkoppelt werden können. Dies gilt natürlich leider nur für eine begrenzte Zeit und für eine kleine Gruppe von Menschen. Aber unser Wissensfortschritt macht dies für mehr Menschen über einen längeren Zeitraum möglich.



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