Die menschliche Leber bleibt lebenslang jung

Dies bestätigt die Erfahrung, dass die Leber eine einzigartige Fähigkeit hat, sich etwa nach einer Verletzung zu regenerieren. Unbekannt war bislang aber, ob diese Regenerationskapazität im Laufe des Lebens abnimmt oder nicht. Bisher vorgelegte Studien zur Frage der Leberregeneration auf Grundlage von Tiermodellen lieferten nur widersprüchliche Antworten. „Einige Studien wiesen auf die Möglichkeit hin, dass Leberzellen langlebig sind, während andere einen konstanten Umsatz zeigten. Uns war klar: Um zu wissen, was beim Menschen passiert, müssen wir einen Weg finden, das Alter der menschlichen Leberzellen direkt zu bestimmen“, sagt Dr. Olaf Bergmann, Forschungsgruppenleiter am CRTD.

Mithilfe der retrospektiven Radiokarbon(14C)-Geburtsdatierung von Zellen konnten die Forscher zeigen, dass menschliche Hepatozyten einen kontinuierlichen, lebenslangen und altersunabhängigen Umsatz haben, was es der Leber ermöglicht, ein junges Organ zu bleiben (Durchschnittsalter <3 Jahre). Die Hepatozytenerneuerung ist dabei stark vom Ploidiegrad abhängig. Diploide Hepatozyten weisen eine mehr als 7-fach höhere jährliche Regenerationsrate auf als polyploide Hepatozyten. Diese Beobachtungen stützen die Ansicht, dass die physiologische Leberzellerneuerung beim Menschen hauptsächlich von diploiden Hepatozyten abhängt, während polyploide Zellen in ihrer Teilungsfähigkeit beeinträchtigt sind. Darüber hinaus sind zelluläre Übergänge zwischen diploiden und polyploiden Hepatozyten unter homöostatischen Bedingungen begrenzt. Mit diesen Erkenntnissen präsentiert die Gruppe nun ein integriertes Modell der homöostatischen Leberzellgeneration beim Menschen, das grundlegende Einblicke in die Dynamik des Leberzellumsatzes liefert. Und dass der gängigen Hypothese widerspricht, dass Alterung lediglich ein progredienter Defizienzzustand ist.

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Lebenslange Regeneration?

Die Bergmann-Gruppe erforscht auch Mechanismen, welche die Regeneration von anderen Geweben antreiben, die als statisch gelten, wie das Gehirn oder das Herz. Das Team hat bereits sein Fachwissen in der retrospektiven Radiokohlenstoff-Geburtsdatierung genutzt, um zu zeigen, dass die Bildung neuer Gehirn- und Herzzellen nicht auf die pränatale Zeit beschränkt ist, sondern das ganze Leben lang andauert. Derzeit untersucht die Gruppe, ob bei Menschen mit einer chronischen Herzerkrankung noch neue Herzmuskelzellen gebildet werden können. „Unsere Forschung zeigt, dass die direkte Untersuchung der Zellerneuerung beim Menschen technisch sehr anspruchsvoll ist, aber unvergleichliche Einblicke in die zugrunde liegenden zellulären und molekularen Mechanismen der menschlichen Organregeneration liefern kann“, schließt Dr. Bergmann.