Nacktmulle und die Zukunft der Medizin: ein Interview mit Dr. Chris Faulkes

Nacktmulle sind unterirdisch lebende Nagetiere, die in Ostafrika heimisch sind. Sie altern kaum, erkranken fast nie an Krebs und können längere Zeit ohne Sauerstoff überleben. Die Geheimnisse ihrer Biologie zu entschlüsseln, könnte zu neuen Medikamenten gegen Krebs, Herzinfarkte, Alzheimer und sogar Suchterkrankungen führen.

Professor Chris Faulkes von der Queen Mary University of London, einer der weltweit führenden Experten für diese bemerkenswerten Tiere, erklärte Altezza Travel, wie die besonderen Eigenschaften dieser afrikanischen Nagetiere eines Tages Medizin und menschliche Gesundheit verändern könnten.

Sie werden selten krank und zeigen kaum Anzeichen des Alterns

Wie lange beschäftigen Sie sich schon mit Nacktmullen?

Ich arbeite seit 1986 mit ihnen. 1987, während meiner Promotion, reiste ich nach Kenia – dort machte ich meine erste Feldforschung. Seitdem war ich viele Male in Afrika.

Parallel dazu hielten wir all diese Jahre eine Zuchtpopulation von Nacktmullen im Labor, zuerst bei der Zoological Society of London, später an der Queen Mary in London, wo ich heute arbeite. So konnte ich sie weiter erforschen, während ich an anderen Projekten arbeitete, viele davon zu anderen afrikanischen Sandgräberarten gemeinsam mit meinem langjährigen Kollegen Professor Nigel Bennett von der University of Pretoria.

Was hat Ihr Interesse an diesen Tieren geweckt?

Am Anfang faszinierte mich vor allem, wie ihre Gesellschaft organisiert ist. Nacktmulle leben fast wie Bienen oder Ameisen: In einer Kolonie von bis zu 300 Tieren gibt es 1 Königin und 1 bis 3 Männchen, die sich mit ihr paaren. Sie unterdrückt die Fortpflanzung aller anderen Tiere, sodass die meisten ihr ganzes Leben lang innerhalb der Kolonie arbeiten und helfen.

Und wie lange leben sie?

Ich bin nicht sicher, ob dieser bestimmte Nacktmull heute noch lebt, aber als ich zuletzt mit meiner Kollegin Rochelle Buffenstein**Rochelle Buffenstein ist eine amerikanische Biologin, bekannt für ihre Forschung zum Altern lebender Organismen. sprach, hatte sie einen Nacktmull, der 37 Jahre alt war. Für ein Tier von der Größe einer Maus ist das außergewöhnlich. Mäuse leben selten länger als 2 oder 3 Jahre.

Und es geht nicht nur darum, wie lange ein einzelnes Tier leben kann. Nacktmulle werden im Allgemeinen fast nie krank und zeigen praktisch keine Anzeichen des Alterns. Wissenschaftler auf der ganzen Welt untersuchen Verhalten, Genetik, Fortpflanzung und Alterungsprozesse dieser Nagetiere, um zu verstehen, wie sie so lange leben und dabei bemerkenswert gesund bleiben.

Mit anderen Worten: Ihr biologisches Alter unterscheidet sich stark von ihrem chronologischen Alter?

Genau.

Ein relativ neuer Ansatz in der Alternsforschung ist die „epigenetische Uhr“. Wenn lebende Organismen älter werden, erscheinen winzige chemische Markierungen auf ihrer DNA. Mit der Zeit sammeln sich immer mehr davon an, breiten sich im Genom aus und beeinflussen die Funktion der Gene. Das scheint Teil des natürlichen Alterungsprozesses zu sein. Durch die Analyse dieser Markierungen lässt sich das Alter eines Tieres oder eines Menschen abschätzen.

Wir untersuchen diesen Mechanismus nun bei Nacktmullen. Ist die Ansammlung chemischer Markierungen nur ein Nebenprodukt des Alterns, oder treibt sie den Prozess tatsächlich mit an? Wenn Wissenschaftler diese Frage beantworten können, gewinnen wir vielleicht Erkenntnisse darüber, ob sich das Altern verlangsamen lässt.

Sie meinen das menschliche Altern?

Ja. In Zukunft könnten Erkenntnisse aus der Nacktmull-Forschung dazu beitragen, die menschliche Gesundheit zu stärken und die Phase eines aktiven, gesunden Lebens zu verlängern.

Man könnte sogar sagen, dass die Verlängerung der gesunden Lebensspanne ein deutlich erstrebenswerteres Ziel ist als die bloße Verlängerung der Lebensdauer.

Nacktmulle zeigen eine Widerstandsfähigkeit gegen Herzinfarkte, Schlaganfälle, Krebs und Demenz

Sehen wir uns ihre besonderen Eigenschaften genauer an. Stimmt es, dass Nacktmulle länger ohne Sauerstoff überleben können als jedes andere Säugetier?

Meeressäuger können tauchen und bis zu 90 Minuten lang die Luft anhalten. Sie besitzen jedoch spezialisierte physiologische Anpassungen, mit denen sie Sauerstoff im Gewebe speichern. In dieser gesamten Zeit sind sie also nicht wirklich ohne Sauerstoff.

Ein Nacktmull hingegen kann 18 Minuten unter Bedingungen vollständigen Sauerstoffmangels überleben. Das ist wirklich beeindruckend.

Einmal betäubten wir ein Tier, um einen kleinen Abszess zu entfernen. Es dauerte sehr lange, bis es einschlief, und während des Eingriffs hörte es auf zu atmen. Der Tierarzt sagte: „Wir haben ihn verloren.“ Ich antwortete: „Keine Sorge, er wacht wieder auf.“ Etwa 10 Minuten später kam der Nacktmull wieder zu sich, stand auf und lief davon, als wäre nichts geschehen. Der Tierarzt war fassungslos – so etwas hatte er noch nie gesehen.

Können Sie erklären, wie dieser Prozess funktioniert?

Wenn Sauerstoff knapp ist, leiden Herz und Gehirn zuerst, wie wir es von Schlaganfällen und Herzinfarkten kennen. Bei Nacktmullen schalten die Gehirnzellen jedoch auf einen anderen „Brennstoffmodus“ um: von Glukose auf Fruktose. Dadurch können sie selbst unter extremen Bedingungen lebenswichtige Funktionen aufrechterhalten. Dieser Mechanismus ist eine Anpassung an ihren ungewöhnlichen Lebensraum. In freier Wildbahn leben Nacktmulle in tiefen, engen unterirdischen Tunneln und Kammern, in denen sich mehr als 100 Tiere versammeln können und der Sauerstoffgehalt extrem niedrig ist.

Unsere Forschung hat außerdem gezeigt, dass Nacktmulle völlig andere Muster des Herzstoffwechsels aufweisen. Ihre Herzen enthalten zudem große Mengen Glykogen – eine tierische Stärke, die rasch abgebaut wird, um Energie bereitzustellen. Bei den meisten Säugetieren wird Glykogen in der Leber gespeichert; Nacktmulle haben jedoch reichlich davon im Herzen. Das ist bemerkenswert.

Ein menschlicher Fötus entwickelt sich während der Schwangerschaft im Fruchtwasser und erhält dennoch Sauerstoff. Gibt es Parallelen?

Ein menschlicher Fötus besitzt tatsächlich Glykogenreserven im Herzen, doch diese verschwinden unmittelbar nach der Geburt, sobald das Baby zu atmen beginnt. Bei Nacktmullen bleiben diese Reserven hingegen erhalten. Wenn Sauerstoff knapp wird, kann ihr Körper also auf einen alternativen Stoffwechselmodus umschalten und dieses Glykogen zur Energiegewinnung nutzen. Zumindest ist das unsere derzeitige Hypothese.

Wir hoffen, dass das Verständnis dieser besonderen Mechanismen eines Tages zur Entwicklung neuer Behandlungen für Herzerkrankungen beiträgt.

Bekannt ist auch, dass Nacktmulle fast nie an Krebs erkranken. Woran liegt das?

Es scheint mehrere Gründe zu geben, viele davon hängen mit dem Leben unter der Erde zusammen. Eines der am besten untersuchten Beispiele ist ihre ungewöhnliche Form der Hyaluronsäure, auch Hyaluronan genannt. Diese Substanz kommt auch bei anderen Säugetieren vor, einschließlich des Menschen – sie bindet Wasser, hält die Haut feucht, schützt Gelenke und unterstützt die Wundheilung.

Bei Nacktmullen identifizierten Wissenschaftler eine Mutation in dem Gen, das Hyaluronan codiert. Offenbar entstand diese spezialisierte Version des Moleküls ursprünglich als Anpassung an ihre unterirdische Lebensweise: Man geht davon aus, dass sie ihre Haut ungewöhnlich elastisch macht und ihnen hilft, sich durch enge, raue Tunnel zu bewegen.

Später fanden Forscher heraus, dass die veränderte Struktur auch die Tumorbildung verhindert. Und das ist nicht ihr einziger Schutzmechanismus. Nacktmulle reparieren beschädigte DNA wirksamer und stoppen die Teilung gefährlicher Zellen schneller.

Lässt sich dieses Wissen in der Medizin anwenden?

Ja. Als Forscher die Nacktmull-Version dieses Gens in Mäuse einbrachten, begannen die veränderten Tiere, dieselbe Form von Hyaluronan zu produzieren. In der Folge lebten sie länger, blieben gesünder und zeigten eine erhöhte Krebsresistenz.

Diese Entdeckungen werden uns sicher helfen, natürliche Mechanismen der Krebsresistenz besser zu verstehen und sie künftig möglicherweise in der Humanmedizin anzuwenden, wie frühe Studien mit transgenen Mäusen bereits nahelegen. Die Vorstellung, Nacktmull-Gene in den Menschen einzubringen, ist natürlich umstritten.

Nacktmulle scheinen auch keine Alzheimer-Krankheit zu entwickeln. Warum?

Trotz ihres Alters bleibt ihr Gehirn gesund, obwohl sich bei ihnen dieselben Proteine ansammeln, die normalerweise Alzheimer auslösen. Dabei handelt es sich um Beta-Amyloid und Tau, Substanzen, die beim Menschen schädliche Ablagerungen bilden. Mit der Zeit häufen sich diese Ablagerungen an, stören die Funktion der Nervenzellen und zerstören Gehirnzellen.

Bei Nacktmullen treten im Alter ähnliche Ablagerungen auf, doch sie verursachen keine Schäden. Die Tiere scheinen von Natur aus resistent zu sein.

Nacktmulle sind daher ein natürliches Modell für die Resistenz gegen diese Krankheit. Zu verstehen, wie das funktioniert, ist für die Entwicklung möglicher Alzheimer-Therapien beim Menschen von enormem Interesse.

Darüber hinaus scheinen Nacktmulle kaum Schmerz zu empfinden. Könnte ihre Erforschung helfen, wirksamere Schmerzmittel zu entwickeln?

Sie sind gegenüber bestimmten Schmerzarten bemerkenswert unempfindlich, vor allem gegenüber Schmerzen, die durch chemische Reizung oder saure Umgebungen entstehen. Beispiele sind das Brennen von Chili auf Schleimhäuten oder die Wirkung saurer Flüssigkeiten auf der Haut oder einer offenen Wunde.

Auch hier liegt die Ursache in Genveränderungen, die mit ihrer unterirdischen Lebensweise zusammenhängen. Und ja, diese Erkenntnisse werden inzwischen genutzt, um mögliche nicht-opioide Schmerzmittel zu entwickeln, die keine Abhängigkeit verursachen. 

Die Entdeckung neuer Sandgräberarten in Tansania

Wenn ich Sie richtig verstehe, haben Sie auch dazu beigetragen, mehrere zuvor unbekannte Sandgräberarten in Tansania zu identifizieren. Warum sind diese Entdeckungen bedeutsam?

Die Entdeckung neuer Säugetierarten hat über Tansania hinaus große Bedeutung, weil neue Säugetiere nicht sehr häufig gefunden werden.

Diese Geschichte reicht bis in die frühen 1990er-Jahre zurück und hängt mit meinem Kollegen Professor Nigel Bennett von der University of Pretoria zusammen. Er und ich nahmen an einer Konferenz in Tansania teil, als wir unseren tansanischen Kollegen Professor Georgies Mgode trafen. Gemeinsam beschlossen wir, ein Projekt zur Untersuchung der in Tansania lebenden Sandgräber zu starten, weil damals nur sehr wenig über sie bekannt war.

Die Proben, die Georgies am Berg Hanang und rund um die Stadt Ujiji sammelte, erwiesen sich genetisch als anders als alles, was wir zuvor gesehen hatten. Wir vermuteten, dass es sich um bislang unbekannte Arten handeln könnte, also mussten wir zurückkehren, um zusätzliche Daten zu sammeln.

Am Ende beschrieben und benannten wir 2 neue Arten formal: Fukomys hanangensis, die am und um den Berg Hanang lebt, und Fukomys livingstoni aus Ujiji.

Sind Sie also gezielt nach Tansania gereist, um nach diesen Arten zu suchen?

Die letzte Feldexpedition, die ich 2019 mit Georgies unternahm, war besonders erfolgreich. Es gelang uns, am Berg Hanang auf etwa 1.957 m Höhe Tiere zu erfassen und zu fangen. Während dieser Reise entdeckten wir auch mehrere neue Populationen, unter anderem im Nou-Waldreservat unweit des Berges Hanang.

Leider starb Georgies kurz darauf nach kurzer Krankheit, und wir hatten nie die Gelegenheit, bei der Erforschung dieser Arten wirklich voranzukommen.

Bedeutet das, dass derzeit niemand aktiv nach unbekannten Sandgräbern in Tansania sucht? Müssen die neu entdeckten Arten geschützt werden?

Über die Sandgräber aus Ujiji wissen wir noch immer sehr wenig. Es braucht weitere Feldforschung.

Der Hanang-Sandgräber hingegen ist endemisch: Dies ist der einzige Ort auf der Erde, an dem er vorkommt. Das hat uns ermöglicht, einen Antrag auf den Status als „Key Biodiversity Area“ für die Schutzgebiete von Hanang und Nou Forest vorzubereiten.

Dieser Status wird von wissenschaftlichen Expertengruppen unter dem Dach internationaler Naturschutzorganisationen vergeben. Sobald ein Gebiet in das Register aufgenommen ist, hat es Priorität bei Schutzmaßnahmen und Finanzierung. Das wird unter anderem helfen, die Wälder von Hanang und Nou Forest zu bewahren.

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