En ze hebben goede hoop dat hun werk kan leiden tot uitstel van ouderdomsziekten – zoals Parkinson en Alzheimer – onder mensen.

De studie van de onderzoekers richt zich op mitochondriën, dit zijn de energiecentrales van cellen. Ze controleren niet alleen de groei van cellen, maar bepalen tevens wanneer cellen het loodje leggen.

Mitochondriën en ouderdom
Ook in de cellen van mensen zijn mitochondriën te vinden en deze raken vaak beschadigd naarmate mensen ouder worden. En die beschadigde mitochondriën stapelen zich vervolgens op in het brein, de spieren en andere organen. Wanneer cellen er niet in slagen om zich van die beschadigde mitochondriën te ontdoen, kunnen ze bij gaan dragen aan een breed scala aan ouderdomsziekten.

Fruitvliegen op middelbare leeftijd
Onderzoekers hebben nu ontdekt dat mitochondriën ook bijdragen aan de veroudering van fruitvliegen. Zodra de vliegjes de middelbare leeftijd bereiken – wanneer ze zo’n 1 maand oud zijn – veranderen de oorspronkelijk ronde mitochondriën van vorm. “We denken dat het feit dat de mitochondriën groter en langer worden het lastiger maakt voor de cellen om de beschadigde mitochondriën op te ruimen,” legt onderzoeker David Walker uit. “En ons onderzoek suggereert dat deze niet langer goed functionerende mitochondriën zich opstapelen naarmate fruitvliegen ouder worden.”

Langer leven
De onderzoekers verwijderden de beschadigde mitochondriën door de vergrote exemplaren in kleine stukjes te breken. Spontaan werden de vliegen actiever en energieker. Ook hadden ze een beter uithoudingsvermogen en leefden ze langer. De levensduur van vrouwelijke fruitvliegen werd gemiddeld met zo’n 20 procent verlengd, terwijl de mannetjes gemiddeld 12 procent langer leefden. “We zijn er in geslaagd om met leeftijd samenhangende gezondheidsproblemen uit te stellen,” vertelt Walker. “En een zeven dagen durende interventie was voldoende om hun levensduur te verlengen en gezondheid te verbeteren.”

Mfn
Tijdens een tweede experiment – eveneens met fruitvliegen van middelbare leeftijd, schakelden onderzoekers het eiwit Mfn uit. Dit eiwit stelt mitochondriën in staat om te fuseren en zo groter te worden. Ook het uitschakelen van dit eiwit resulteerde in een langere levensduur en verbeterde gezondheid voor de fruitvliegen. “Je kunt de mitochondriën óf opbreken met Drp1 (zie kader, red.) of voorkomen dat ze fuseren door Mfn uit te schakelen,” legt onderzoeker Anil Rana uit. “Beide methoden hebben hetzelfde effect: ze maken de mitochondriën kleiner en verlengen de levensduur.”

Drp1 en Atg1
De onderzoekers tonen in hun studie aan dat een eiwit dat Drp1 wordt genoemd een belangrijke rol speelt in de veroudering van fruitvliegen. Het Drp1-niveau van vliegen neemt af wanneer ze ouder worden. De onderzoekers krikten het Drp1-niveau bij de fruitvliegen op en hierdoor waren ze in staat om de vergrote mitochondriën in stukjes te breken. Naast Drp1 tonen de onderzoekers aan dat ook het Atg1-gen belangrijk is wanneer ze de veroudering van cellen terug willen draaien. Wanneer dit gen werd uitgeschakeld, waren de fruitvliegen niet in staat om de beschadigde mitochondriën op te ruimen. Terwijl Drp1 de vergrote mitochondriën opbreekt, is het Atg1-gen klaarblijkelijk nodig om de beschadigde exemplaren op te ruimen.

Lekkende darmen
Eén van de gezondheidsproblemen die de onderzoekers met hun Drp1-behandeling uit wisten te stellen, was lekkende darmen. Dit is een probleem waar fruitvliegen doorgaans een week voor hun dood mee te maken krijgen. Maar wanneer de fruitvliegjes meer Drp1 toegediend kregen, gebeurde dat pas later. Eerder onderzoek heeft al aangetoond dat ouderdom niet alleen onder fruitvliegen kan resulteren in lekkende darmen. Ook wormen, muizen en apen hebben naarmate ze ouder worden een verhoogde kans op dit gezondheidsprobleem.

Hoewel het onderzoek zich beperkt tot fruitvliegen, hebben de onderzoekers goede hoop dat hun studie ook implicaties kan hebben voor mensen. Veel van de ouderdomskenmerken van fruitvliegen zijn op cellulair niveau vergelijkbaar met die van mensen. Walker hoopt dan ook dat een techniek die vergelijkbaar is met de techniek die nu onder fruitvliegen is toegepast kan worden ingezet om veroudering onder mensen en de opkomst van ouderdomsziekten uit te stellen. Op lange termijn hoopt Walker medicijnen te ontwikkelen die de effecten van Drp1 nabootsen en zo bijdragen aan een langere levensduur en meer gezonde levensjaren onder mensen.