Seneszente Zellen geben toxische Abbauprodukte ab, um zu überleben – und begünstigen Krebs und Neurodegeneration

Zelluläre Seneszenz – der Zustand, in dem geschädigte Zellen aufhören sich zu teilen, aber nicht absterben – ist einer der zentralen Mechanismen, die Alterung mit Krankheit verbinden. Seneszente Zellen akkumulieren im gesamten Körper mit zunehmendem Alter und schütten entzündungsfördernde Moleküle aus, die das umliegende Gewebe schädigen. Eine bislang offene Frage war, wie diese Zellen trotz erheblicher innerer Schäden so lange überleben können. Diese neue Studie von Forschern des IGBMC in Frankreich und kooperierenden Institutionen liefert eine bemerkenswerte Antwort.

Das Team identifizierte ein neuartiges Phänomen, das sie als senescent-cell adhesion fragments (SCAFs) bezeichnen. Dabei handelt es sich um große zelluläre Fragmente, die seneszente Zellen durch direkte Zell-zu-Zell-Adhäsion abstoßen. SCAFs wurden in mehreren Typen seneszenter menschlicher und muriner Zellen sowie in Mausgeweben beobachtet, was darauf hindeutet, dass der Mechanismus weitgehend konserviert ist. Anders als normaler Zelldetritus enthalten SCAFs Organellen – darunter geschädigte Mitochondrien –, sind jedoch frei von nukleärem Material, tragen also keine DNA.

Entscheidend ist, dass SCAFs offenbar einen Überlebensmechanismus darstellen. Als die Forscher die Adherens Junctions – den molekularen Klebstoff, der die SCAF-Bildung ermöglicht – störten, konnten seneszente Zellen ihre geschädigten Mitochondrien nicht mehr abstoßen und starben daraufhin ab. Dies offenbart eine bisher nicht erkannte Abhängigkeit: Seneszente Zellen lagern toxische Organellen aus, um zu überleben.

Live-Bildgebung und Proteomik-Analysen zeigten, dass SCAFs schließlich rupturieren und dabei ein komplexes Gemisch aus Proteinen freisetzen, darunter DAMPs und Proteine, die mit neurodegenerativen Erkrankungen assoziiert sind. Die Forscher identifizierten zudem amyloidartiges Material innerhalb seneszenter Zellen, das durch diese Fragmentierung nach außen gelangen kann. Funktionell stellte sich heraus, dass SCAFs Wundheilungs- und krebsassoziierte Genprogramme aktivieren und dabei Zellmigration und -invasion im umliegenden Gewebe fördern.

Diese Erkenntnisse eröffnen eine neue Perspektive darauf, wie seneszente Zellen den Körper schädigen – nicht nur durch sezernierte Entzündungssignale, sondern auch durch physischen Zelldetritus, der geschädigte Inhalte verbreitet. Therapeutisch könnte die SCAF-Bildung neben bestehenden senolytischen Strategien ein neuartiges Ziel darstellen. Die Studie wurde vorab online in Developmental Cell veröffentlicht.