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Die Anwendung von Stoffwechsel- und Verhaltensphänotypisierungssystemen in der Anti-Aging-Forschung

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Die Anwendung der Stoffwechselphänotypisierung in der Anti-Aging-Forschung

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Auf dem Weg zur Erforschung der menschlichen Gesundheit und Langlebigkeit haben sich Wissenschaftler der Suche nach wirksamen Methoden zur Verzögerung des Alterungsprozesses gewidmet. Am 28. Mai 2025 veröffentlichte ein Forscherteam des Max-Planck-Instituts für Biologie des Alterns einen Artikel mit dem Titel "The geroprotectors trametinib and rapamycin combine additively to extend mouse healthspan and lifespan" in der Zeitschrift Nature Aging.

In dieser Studie wurde festgestellt, dass die Kombination von Rapamycin und Trametinib die Lebensspanne von Mäusen um fast 30 % verlängern und den Gesundheitszustand von gealterten Mäusen deutlich verbessern kann. Im Einzelnen wurden die folgenden drei vergleichenden Experimente durchgeführt:

1. Experiment zum Dosisbereich des Medikaments:

Ziel dieses Experiments war es, den wirksamen Dosisbereich von Trametinib bei Mäusen zu bestimmen, um den Ras/Mek/Erk-Signalweg zu hemmen, ohne dass es zu nachteiligen Auswirkungen kommt. Die Forscher fügten der Mäusediät verschiedene Dosen von Trametinib hinzu und maßen die Plasmakonzentration, die MEK-Aktivität in Organen (Leber, Milz, Niere usw.), das Körpergewicht, die Wasseraufnahme, die Nahrungsaufnahme, Leberfunktionsmarker und andere Indikatoren. Die Ergebnisse zeigten, dass Trametinib bei niedrigen Dosen (0,29 mg/kg) die MEK-Aktivität nicht wirksam hemmte. Bei hohen Dosen (11,52 mg/kg) verursachte es Gewichtsverlust und andere unerwünschte Wirkungen. Nur bei der mittleren Dosis (1,44 mg/kg) hemmte Trametinib die MEK-Aktivität wirksam, ohne unerwünschte Wirkungen zu verursachen.

2. Experiment zur Verlängerung der Lebensspanne mit Trametinib und Rapamycin:

Mit diesem Experiment sollte die lebensverlängernde Wirkung von Trametinib allein, Rapamycin allein und ihrer Kombination verglichen werden. Die Mäuse wurden in vier Gruppen eingeteilt, die unterschiedliche Medikamentenbehandlungen erhielten, und ihre Überlebensraten und ihr Gesundheitszustand wurden überwacht. Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl Trametinib als auch Rapamycin allein die Lebensspanne von Mäusen signifikant verlängerten, wobei ihre Kombination eine noch ausgeprägtere Wirkung zeigte.

3. Experiment zur Wirkung von Trametinib und Rapamycin auf das Tumorwachstum:

In diesem Experiment wurde untersucht, ob Trametinib und Rapamycin das Tumorwachstum verzögern können. Die Mäuse wurden in drei Gruppen aufgeteilt, die unterschiedliche Medikamentenbehandlungen erhielten, und ihre Tumorinzidenz wurde beobachtet. Die Ergebnisse zeigten, dass weder Trametinib noch Rapamycin allein das Auftreten von Tumoren signifikant reduzierten. Ihre Kombination verringerte jedoch die Zahl der Leber- und Milztumore erheblich, wahrscheinlich durch Verzögerung der Tumorbildung.

Darüber hinaus verwendeten die Forscher Stoffwechselkäfige zur Messung von Körpergewicht, Fettmasse, Magermasse, Wasser- und Nahrungsaufnahme sowie des Atmungsaustauschverhältnisses (RER). In Übereinstimmung mit früheren Tests hatten 1,44 mg/kg Trametinib keine Auswirkungen auf das Körpergewicht. Im Gegensatz dazu verringerten sowohl Rapamycin als auch die Kombinationsbehandlung das Körpergewicht bei weiblichen Mäusen nach 20 Monaten. Die Kombinationsbehandlung bewirkte bei weiblichen Mäusen eine signifikante Zunahme des Fettgehalts und eine Abnahme der Magermasse, nicht jedoch bei männlichen Tieren. Weibliche Mäuse, die mit Trametinib allein behandelt wurden, hatten ebenfalls eine geringere Magermasse. Die Medikamentenbehandlung hatte keinen Einfluss auf die Wasser- oder Nahrungsaufnahme. Bei 16 Monate alten weiblichen Mäusen veränderten die Medikamentenbehandlungen die RER nicht signifikant, während alle drei Medikamentenbehandlungen die RER während der Nacht signifikant verringerten, was auf eine leichte Verschiebung hin zu einer gemischten Kohlenhydrat- und Fettverwertung hinweist.

Vorteile der Studie:

In der Studie wurden zwei verschiedene Medikamente, Trametinib und Rapamycin, eingesetzt, und es konnte gezeigt werden, dass eine Kombinationstherapie die Lebensspanne verlängert und die Gesundheit von Mäusen verbessert. Darüber hinaus untersuchten die Forscher die pharmakokinetischen Auswirkungen dieser Medikamente in verschiedenen Organen, was zu einem besseren Verständnis ihrer Wirkungsmechanismen beiträgt.

Methodische Innovationen:

In der Studie wurden mehrere experimentelle Methoden zur Bewertung der Arzneimittelwirksamkeit eingesetzt, darunter Überlebensanalysen, Histopathologie, Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) und andere Technologien. Darüber hinaus führten die Forscher Genexpressionsanalysen und immunhistochemische Färbungen durch, um ein umfassenderes Verständnis der Wirkmechanismen der Medikamente zu gewinnen.

Zukunftsaussichten:

Diese Studie deutet darauf hin, dass die Kombinationstherapie von Trametinib und Rapamycin potenzielle Anti-Aging-Effekte haben könnte, was eine wichtige Entdeckung für den Menschen darstellt. Da die derzeitige Forschung jedoch auf ein Mausmodell beschränkt ist, sind weitere Studien erforderlich, um festzustellen, ob sich diese Ergebnisse auf den Menschen übertragen lassen. Darüber hinaus sind weitere Forschungen erforderlich, um die Nebenwirkungen und Sicherheitsprofile dieser Medikamente zu untersuchen, damit in Zukunft wirksamere Anti-Aging-Behandlungen entwickelt werden können.

Stoffwechsel- und Verhaltensphänotypisierungssysteme von Tow-Int

Die integrierte Plattform für die Stoffwechsel- und Verhaltensbeobachtung von Tieren ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung der Tiere in ihren Käfigen rund um die Uhr. Der automatisierte Prozess erfordert keinen Eingriff in die Tiere und kann gleichzeitig die Stoffwechseldaten von bis zu 64 Tieren messen.

Wählbare Parameter: Energieverbrauch, Stoffwechselsubstrate, Futter- und Wasseraufnahme, Fress- und Trinkverhalten, räumliche Lage, Gesamtaktivität und Radumdrehungen, individuelle Körpermasse und freiwillige Verhaltensweisen.