Mäßig kalte Temperaturen gehören zu den wirksamsten Maßnahmen, um die Lebensdauer zu verlängern und den Alterungsprozess sowohl bei Tieren als auch Menschen zu verzögern. Wie kalte Temperaturen diese Effekte auf molekularer Ebene auslösen, ist jedoch noch nicht geklärt. In ihrer Studie konnte das Forschungsteam unter der Leitung von Professor Dr. David Vilchez am Kölner Exzellenzcluster zur Erforschung des Alterns und altersassoziierter Erkrankungen CECAD und dem Center for Molecular Medicine Cologne (CMMC) der Universität zu Köln und des Universitätsklinikums Köln ein Signalsystem entschlüsseln, das von Stoffwechselprodukten gewebeübergreifend gesteuert wird. Dieses Signalsystem zeigte beim Modellorganismus Caenorhabditis elegans einen Zusammenhang zwischen Kälte, einer erhöhten Lebensdauer und der Proteostase – der Aufrechterhaltung des Proteingleichgewichts. Die Muskulatur fungiert dabei als „zentrale Fabrik“, welche das Stoffwechselprodukt Dihydrobiopterin (BH2) produziert. BH2 wird dann in andere Gewebe transportiert, wo es die Bildung der Aminosäure Tyrosin auslöst. Diese unterstützt die zelluläre Maschinerie, die dafür sorgt, dass Proteine einwandfrei funktionieren und ein gesundes Gleichgewicht in den Zellen aufrechterhalten wird. Die Studie „Cold activates a BH2 metabolic network promoting longevity and proteostasis“ ist in der Fachzeitschrift Nature erschienen.
Für ihren Versuch nutzten die Wissenschaftler*innen den Fadenwurm C. elegans und validierten die Ergebnisse an menschlichen Zellmodellen der Huntington-Krankheit und der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS). Beides sind neurodegenerative Erkrankungen, bei denen die Ansammlung von falsch gefalteten oder geschädigten Proteinen ein Hauptmerkmal ist. „Wir freuen uns, zeigen zu können, dass milde Kälte die Produktion eines bestimmten Metabolits, BH2, auslöst, das in den Muskeln produziert, gespeichert und anschließend vom Muskelgewebe freigegeben wird. BH2 verteilt sich dann in andere Teile des Körpers, wo es dabei hilft das Proteingleichgewicht zu erhalten und damit zu der Gesundheit des Gewebes während des Alterns beizutragen“, erklärt Gruppenleiter David Vilchez. „Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die gezielte Beeinflussung eines einzelnen Gewebes wie die Muskulatur einen Schutz für den ganzen Organismus bieten könnte. Das eröffnet uns neue Wege für therapeutische Ansätze.“
Aufbauend auf vorangegangenen Studien zur Kälte war ein Ziel der Forschenden zu untersuchen, ob sich der positive Effekt der Kälte auch durch die Supplementierung der in der Studie gefundenen Stoffwechselprodukte erzielen lässt. Dabei zeigte sich der schützende Effekt in C. elegans und in Zellkulturen sowohl bei einer Gabe von BH2 als auch von Tyrosin. Dies lässt den Schluss zu, dass diese Stoffwechselprodukte den positiven Effekt von Kälte nachbilden, ohne dass die Temperatur verändert wird.
„Wir waren wirklich überrascht, dass die Supplementierung die Lebensspanne deutlich erhöht hat, sogar bei den normalen oder erhöhten Temperaturen“, so Dr. Hyun Ju Lee, die die Experimente am Fadenwurm durchgeführt hat. „Weitere Experimente an menschlichen Zellen ermutigen uns, nach Behandlungen zu suchen, die die positiven Auswirkungen von Kälte nachahmen, ohne dass wir dafür die Körpertemperatur ändern müssen.“
Für eine „Pille“, die den Langlebigkeitseffekt von Kälte nachbildet, ist es in der aktuellen Forschung allerdings noch viel zu früh. Die Ergebnisse der Studie bilden aber einen guten Ausgangspunkt zur weiteren Erforschung von stoffwechselbasierten Therapiemöglichkeiten für Erkrankungen wie Huntington und ALS. Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit den Laboren von Professor Dr. Thorsten Hoppe und Professor Dr. Christian Frezza am CECAD Exzellenzcluster durchgeführt.
Universität Köln
Originalpublikation:
Lee, H.J., Doğan, C., Koyuncu, S. et al. Cold activates a BH2 metabolic network promoting longevity and proteostasis. Nature (2026). doi.org/10.1038/s41586-026-11152-9
