Warum Alte schlechter riechen

MÜNCHEN. Die Bildung von Nervenzellen (Neurogenese) ist bei Säugetieren überwiegend auf die frühe Kindheit beschränkt und findet im Erwachsenenalter nur noch in wenigen Regionen des Vorderhirns statt. Eine solche Ausnahme sind Riechnerven, die über mehrere Zwischenstadien aus Stammzellen hervorgehen.

Warum die Produktion dieser Nervenzellen mit zunehmendem Alter zur Neige geht, haben nun Münchener Forscher um Dr. Carsten Marr vom Helmholtz Zentrum München untersucht (Cell Rep 2018; 18;25(12):3231-3240.e8).

Zusammen mit der Mathematikerin Lisa Bast und den Stammzellforschern Dr. Filippo Calzolari (heute am Institut für Physiologische Chemie der Universitätsmedizin Mainz) und Professor Jovica Ninkovic nutzte Marr Konfetti-Reporter in Mäusen, teilt das Helmholtz Zentrum München mit.

Dabei hätten die Forscher einzelne Stammzellen und alle ihre Nachkommen – sogenannte Klone – dazu gebracht, jeweils in einer bestimmten Farbe zu leuchten.

Ein Punkteregen

Auf diese Weise hätten die Wissenschaftler die Entwicklung einzelner Klone verfolgten und als verschiedenfarbige Punkte unterscheiden können, was dem Verfahren seinen Namen verleiht.

„Durch den Vergleich von jungen und älteren Mäusen wollten wir im nächsten Schritt herausfinden, welchen Beitrag einzelne Stammzellen und Zwischenstufen zur Neurogenese der fertigen Riechzellen leisten“, wird Calzolari in der Mitteilung zitiert.

Allerdings sei die systematische Auswertung der Bilder für den Menschen kaum zu schaffen: Die vorliegenden Daten seien extrem heterogen gewesen und ein Vergleich von jungen und alten Gehirnen schwierig.

Für die Auswertung der Daten hätten sich die Forscher künstlicher Intelligenz bedient, mathematische Modelle entworfen und Algorithmen programmiert, die die Bilddaten für sie auswerten konnten.

Konfetti und Mathematik

„Wir haben die Konfetti-Messungen mit mehreren mathematischen Modellen der Neurogenese verglichen“, so Lisa Bast in der Mitteilung. „Auf diese Weise konnten wir feststellen, dass vor allem in bestimmten Zwischenstadien – den sogenannten transit amplifying progenitors – die Fähigkeit zur Selbsterneuerung im Alter abnimmt.“

Zudem demonstriere die Analyse, dass in älteren Mäusen die sogenannte asymmetrische Zellteilung in Stammzellen sowie deren Ruhephasen zunahm.

„Das bedeutet, dass sich im Alter weniger Zellen zu Riechzellen weiterentwickeln und inaktiv im Stammzell-Pool verbleiben, wodurch die Produktion zum Erliegen kommt“, so Ninkovic. (mmr)