Telomere sind Schutzkappen an den Enden der Chromosomen, die sich bei jeder Zellteilung verkürzen. Kurze Telomere gelten als Alterungsmarker. Länger ist dabei aber nicht automatisch besser: Genetisch längere Telomere gehen mit einem höheren Risiko für mehrere Krebsarten einher.
Was sind Telomere, einfach erklärt?
Stellen Sie sich Ihre Chromosomen als Schnürsenkel vor und die Telomere als die Plastikhülsen an deren Enden. Ohne diese Hülsen fransen die Enden aus und verknoten sich miteinander. Genau das ist die Aufgabe: Telomere sorgen dafür, dass die Zelle ein Chromosomenende nicht mit einem DNA-Bruch verwechselt und dort mit der Reparatur beginnt.
Chemisch sind sie unspektakulär. Beim Menschen wiederholt sich die Sequenz TTAGGG tausendfach, ohne dass darin eine Bauanleitung für ein Protein steckt. Bei Neugeborenen liegt die Länge in der Größenordnung von 10 000 Basenpaaren, im höheren Alter deutlich darunter. Am äußersten Ende schiebt sich ein einzelsträngiger Überhang zurück in den Doppelstrang und bildet eine Schlaufe, den sogenannten T-Loop, die von einem Proteinkomplex namens Shelterin stabilisiert wird.
Der Grund für das Ganze liegt in einem technischen Problem der Zellteilung. Das Enzym, das DNA kopiert, kann einen Strang nicht bis zum letzten Baustein vervollständigen. Bei jeder Verdopplung geht deshalb am Ende ein Stück verloren. Weil das Ende aus Telomer besteht und nicht aus einem Gen, verliert die Zelle dabei keine Information. Die Telomere sind der Verschleißpuffer.
Ist der Puffer aufgebraucht, stellt die Zelle die Teilung ein. Dieser Zustand heißt Seneszenz, und die Zahl der Teilungen bis dahin, rund 50 bei menschlichen Zellkulturen, ist als Hayflick-Grenze bekannt. Für die Entdeckung der Telomere und des Enzyms, das sie verlängert, wurde 2009 der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin an Elizabeth Blackburn, Carol Greider und Jack Szostak vergeben.
WARUM ZELLEN AUFHÖREN, SICH ZU TEILEN
Wann verkürzen sich die Telomere?
Immer dann, wenn sich Zellen teilen, und zusätzlich immer dann, wenn die DNA chemisch angegriffen wird. Der zweite Weg wird häufig übersehen, obwohl er der beeinflussbarere ist.
Die telomerische Sequenz ist reich an Guanin, und Guanin ist die Base, die am leichtesten oxidiert. Oxidativer Stress trifft Telomere deshalb überproportional, und die Reparatur funktioniert dort schlechter als im Rest des Genoms. Chronische Entzündung wirkt doppelt: Sie erzeugt reaktive Sauerstoffspezies und treibt gleichzeitig die Immunzellen zu mehr Teilungen an, was den Verschleiß beschleunigt.
In Beobachtungsstudien gehen kürzere Telomere in weißen Blutkörperchen einher mit Rauchen, starkem Übergewicht, wenig Bewegung, Schlafmangel und langanhaltender psychischer Belastung. Das sind Zusammenhänge auf Gruppenebene, keine Einzelschicksale, und die Streuung zwischen Menschen gleichen Alters ist groß. Zwei Sechzigjährige können sich in der Telomerlänge stärker unterscheiden als ein Sechzigjähriger von einem Dreißigjährigen.
Was diese Länge biografisch bedeutet, hat die bislang größte Auswertung gezeigt. In der UK Biobank wurden bei 472 174 Teilnehmern die Telomere in Leukozyten bestimmt und mit 138 genomischen Regionen in Verbindung gebracht. Wer mit 40 Jahren mehr als eine Standardabweichung unter dem Mittelwert lag, hatte gegenüber der Gruppe mit mindestens einer Standardabweichung darüber eine um 2,5 Jahre geringere Lebenserwartung.
Telomerase: warum der Körper sie fast überall abschaltet
Es gibt ein Enzym, das Telomere wieder verlängert. Es heißt Telomerase, besteht aus einem Proteinanteil und einer RNA-Vorlage und baut die TTAGGG-Wiederholungen neu an. In Keimzellen, in embryonalen Zellen und in einigen Stammzellen ist es aktiv. In den allermeisten erwachsenen Körperzellen ist es praktisch abgeschaltet.
Das wirkt auf den ersten Blick wie ein Konstruktionsfehler. Es ist das Gegenteil. Die Verkürzung ist eine Bremse gegen unbegrenzte Vermehrung, und eine Zelle, die sich unbegrenzt vermehrt, ist die Definition eines Tumors. Wie zentral diese Bremse ist, zeigt der Blick darauf, was Krebszellen tun, um sie zu lösen.
NORMALE KÖRPERZELLE
Telomerase weitgehend ausgeschaltet. Die Telomere verkürzen sich mit jeder Teilung, bis die Zelle in die Seneszenz geht.
KEIM- UND STAMMZELLE
Telomerase aktiv, damit die Keimbahn und nachwachsende Gewebe über Generationen hinweg teilungsfähig bleiben.
TUMORZELLE
Die Bremse wird gelöst. In 73 % von 6 835 untersuchten Tumoren war das Telomerase-Gen TERT wieder angeschaltet.
Damit ist der Rahmen für jede Diskussion über Telomerase-Aktivatoren abgesteckt. Was ein Präparat verspricht, ist genau der Schritt, den fast drei Viertel aller untersuchten Tumoren gehen müssen, um überhaupt Tumor werden zu können. Das ist kein Beweis, dass ein solches Präparat Krebs verursacht. Es ist der Grund, warum die Forschung hier vorsichtig vorgeht und warum niemand seriös von einer harmlosen Verjüngung spricht.
Länger ist nicht automatisch besser
Dieser Abschnitt widerspricht dem, was Sie fast überall sonst zu diesem Thema lesen werden. Er beruht auf einer Methode, die genau dafür entwickelt wurde, das Henne-Ei-Problem von Beobachtungsstudien zu umgehen.
Bei der mendelschen Randomisierung nutzt man Genvarianten als Ersatz für die Exposition. Wer von Geburt an Varianten trägt, die zu längeren Telomeren führen, hat diese Ausstattung zufällig erhalten, unabhängig von Lebensstil, Einkommen oder Vorerkrankungen. Damit lässt sich die Richtung des Zusammenhangs besser abschätzen als mit einer Momentaufnahme aus einer Blutprobe.
Eine internationale Zusammenarbeit hat das für 35 Krebsarten und 48 weitere Erkrankungen getan, mit Daten zu 420 081 Erkrankten und 1 093 105 Vergleichspersonen. Das Ergebnis: Genetisch bedingt längere Telomere waren im Allgemeinen mit einem höheren Risiko für organspezifische Krebsarten verbunden.
Odds Ratio für ein Gliom je Standardabweichung genetisch längerer Telomere (95 % KI 3,15 bis 8,81). Für das Adenokarzinom der Lunge lag sie bei 3,19, für das Melanom bei 1,87.
Telomeres Mendelian Randomization Collaboration, JAMA Oncology 2017
In die andere Richtung zeigte sich ebenfalls etwas. Für die koronare Herzkrankheit lag die Odds Ratio bei längeren Telomeren bei 0,78 (0,67 bis 0,90), für das Bauchaortenaneurysma bei 0,63 und für die interstitielle Lungenerkrankung bei 0,09. Bei psychiatrischen, autoimmunen und entzündlichen Erkrankungen fand sich dagegen kaum ein Zusammenhang.
Zusammen mit dem Befund aus der UK Biobank ergibt das ein Bild, das sich nicht auf einen Ratschlag verkürzen lässt. Kurze Telomere gehen mit einer geringeren Lebenserwartung einher, vor allem über Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Lange Telomere gehen mit einem höheren Risiko für bestimmte Krebsarten einher. Es gibt also keinen Wert, den man einfach maximieren sollte, sondern ein Optimum, dessen Lage niemand kennt. Wer Ihnen längere Telomere als Ziel verkauft, hat diese Hälfte der Literatur nicht gelesen oder nicht erwähnt.
Kann man Telomere messen lassen?
Anbieter für Telomertests gibt es auch in Deutschland, meist als Einsendetest mit einer Blutprobe und einem Bericht über das „biologische Alter“. Bevor Sie so etwas bestellen, lohnt ein Blick auf eine Untersuchung, die genau diese Messung auf die Probe gestellt hat.
Zehn Labore aus mehreren Ländern bestimmten mit drei verschiedenen Verfahren jeweils zehn menschliche DNA-Proben, in zwei Durchgängen und vollständig verblindet. Die absoluten Ergebnisse unterschieden sich zwischen den Laboren so stark, dass sie sich nicht direkt vergleichen ließen. Die Rangfolgen stimmten gut überein, mit Korrelationskoeffizienten von 0,63 bis 0,99.
| Verfahren | Variation zwischen den Laboren | Anmerkung |
|---|---|---|
| Southern Blot | Variationskoeffizient um 10 % | Der lange Zeit als Referenz geltende Ansatz, aufwendig |
| STELA | Variationskoeffizient um 10 % | Misst einzelne Chromosomenenden, sehr spezialisiert |
| Quantitative PCR | Variationskoeffizient über 20 % | Das für kommerzielle Tests übliche Verfahren, weil günstig |
Zehn Labore, zwei verblindete Durchgänge, zehn DNA-Proben je Durchgang. Die technische Streuung innerhalb eines einzelnen Labors lag zwischen 1,4 und 9,5 %. Martin-Ruiz und Kollegen, International Journal of Epidemiology 2014.
Die Autoren ziehen daraus einen klaren Schluss: Die Streuung innerhalb und zwischen den Laboren begrenzt die Zusammenführung von Daten erheblich und schließt aus, dass Referenzbereiche zwischen Laboren geteilt werden können. Übersetzt heißt das, dass Ihr Ergebnis nur im Vergleichsbereich genau des Labors interpretierbar ist, das es erhoben hat, und dass ein zweiter Test anderswo eine andere Zahl liefern wird.
Für Studien mit tausenden Teilnehmern ist das Verfahren dennoch nützlich, weil sich die Streuung über große Gruppen herausmittelt. Für Ihren persönlichen Befund ist es das nicht. Ein Telomertest sagt Ihnen weniger über Ihre Zukunft als Blutdruck, Nüchternblutzucker und die Frage, ob Sie rauchen. Dieselbe Lücke zwischen Forschungsinstrument und Einzelbefund gibt es bei der Messung des NAD+-Spiegels, die im Labor sinnvoll ist und beim gesunden Menschen zu keiner Entscheidung führt.
Was Ernährung und Lebensstil messbar verändern
Es gibt Daten, und sie sind schwächer, als die Überschriften suggerieren. Trotzdem lohnt es, sie genau anzusehen, denn die Richtung ist konsistent.
Bei 4676 gesunden Frauen der Nurses Health Study wurde die Telomerlänge in weißen Blutkörperchen bestimmt und mit einem Punktwert für die Mittelmeerkost verglichen. Die Gruppe mit der geringsten Nähe zu dieser Ernährungsweise lag bei einem z-Wert von minus 0,038, die Gruppe mit der größten bei plus 0,072, mit einem Trend über die Gruppen hinweg von p = 0,004. Es ist ein Querschnittsbefund, kein Beweis für eine Wirkung.
Die am häufigsten zitierte Interventionsstudie stammt von einer Gruppe um Dean Ornish und wird regelmäßig größer dargestellt, als sie ist. Zehn Männer mit einem Prostatakarzinom niedrigen Risikos folgten fünf Jahre lang einem umfassenden Lebensstilprogramm aus Ernährung, Bewegung, Stressbewältigung und sozialer Unterstützung. Verglichen wurden sie mit 25 externen Kontrollen.
Die relative Telomerlänge stieg in der Interventionsgruppe im Median um 0,06 Einheiten und sank in der Kontrollgruppe um 0,03, mit einem Unterschied von p = 0,03. Die Telomeraseaktivität veränderte sich in beiden Gruppen nicht bedeutsam. Es handelt sich um zehn Personen, nicht randomisiert, mit extern gewählten Kontrollen. Die Autoren nennen es selbst eine kleine Pilotstudie und fordern größere randomisierte Untersuchungen.
Weil Entzündung und oxidativer Stress die beiden Wege sind, über die Lebensstil hier überhaupt wirken kann, liegt der praktische Hebel dort und nicht bei einem Telomer-Präparat. Pflanzenextrakte können dabei eine Ergänzung sein, wenn ihre Aufnahme geklärt ist, wie wir es für unsere Kurkuma-Kapseln dargelegt haben. Der Hauptanteil bleibt bei dem, was auf dem Teller und im Kalender steht.
Telomer-Präparate und Telomerase-Aktivatoren
Auf dem Markt finden sich zwei Kategorien. Die eine besteht aus gewöhnlichen Antioxidantien und Vitaminen, die mit einem Telomerversprechen beworben werden. Die andere aus Extrakten, meist aus dem Tragantwurzelkraut Astragalus, denen eine Aktivierung der Telomerase zugeschrieben wird.
Für beide gilt dasselbe. In der Europäischen Union ist keine gesundheitsbezogene Angabe zu Telomeren zugelassen. Ein Produkt darf also weder mit Telomerschutz noch mit Telomerverlängerung beworben werden, und wenn es dennoch geschieht, ist das ein Verstoß, kein Qualitätsmerkmal. Studien am Menschen mit harten Endpunkten wie Erkrankungshäufigkeit oder Sterblichkeit existieren zu keinem dieser Präparate. Wo eine Aussage tatsächlich zugelassen ist, ist sie eng gefasst und an eine Menge gebunden, wie bei den 200 mg Kakaoflavanolen pro Tag.
Hinzu kommt die Frage aus dem vorletzten Abschnitt. Ein Mittel, das Telomerase in Körperzellen anschalten soll, greift in dieselbe Bremse ein, die in fast drei Vierteln der untersuchten Tumoren gelöst ist. Solange niemand über Jahre untersucht hat, was eine dauerhafte Einnahme in dieser Hinsicht bewirkt, ist Zurückhaltung keine Ängstlichkeit, sondern der Normalfall einer nüchternen Abwägung.
Fragen Sie deshalb bei jedem Präparat dasselbe wie bei jedem anderen: Welche Studie, welche Dosis, welcher Endpunkt, wie viele Menschen, wie lange. Wir beantworten das bei unseren Kapseln bei Gelenkbeschwerden offen, und Sie sollten es überall verlangen können. Wo die Antwort ausbleibt, kaufen Sie eine Erzählung.
Was Sie aus der Telomerforschung mitnehmen können
Telomere sind eines der zwölf anerkannten Kennzeichen des Alterns und ein produktives Forschungsfeld. Als Steuergröße für den Einzelnen taugen sie derzeit nicht, und zwar aus drei Gründen gleichzeitig: Die Messung ist zwischen Laboren nicht vergleichbar, die Richtung „länger ist besser“ ist widerlegt, und es gibt kein Mittel mit belegtem Nutzen.
Was bleibt, ist unspektakulär und deckt sich mit allem anderen in diesem Themenfeld. Rauchen ist der stärkste einzelne Faktor. Danach kommen Schlaf, Bewegung, ein stabiles Gewicht, pflanzenbetonte Kost und tragfähige soziale Beziehungen. Diese Maßnahmen wirken auf Entzündung und oxidativen Stress, also genau auf die Wege, über die die Telomere überhaupt beeinflussbar sind.
Anders gesagt: Sie können die Telomere nicht direkt ansteuern, aber Sie können die Bedingungen ändern, unter denen sie verschleißen. Das ist weniger aufregend als eine Kapsel, kostet nichts und ist der einzige Teil dieses Themas, der auf gesicherten Daten steht.
Was sind Telomere einfach erklärt?
Telomere sind Schutzkappen an den Enden der Chromosomen, vergleichbar mit den Hülsen an Schnürsenkeln. Sie bestehen beim Menschen aus der tausendfach wiederholten Sequenz TTAGGG und verhindern, dass die Zelle ein Chromosomenende für einen DNA-Bruch hält. Bei jeder Teilung geht ein Stück davon verloren.
Wann verkürzen sich die Telomere?
Bei jeder Zellteilung, weil das kopierende Enzym einen Strang nicht bis zum Ende vervollständigen kann. Zusätzlich beschleunigen oxidativer Stress und chronische Entzündung den Verlust, weil die guaninreiche Telomersequenz besonders leicht oxidiert und dort schlechter repariert wird. Rauchen, Übergewicht, Schlafmangel und Dauerbelastung gehen mit kürzeren Telomeren einher.
Können Telomere wieder wachsen?
Das Enzym Telomerase kann sie verlängern, ist aber in den meisten erwachsenen Körperzellen abgeschaltet. Aktiv ist es in Keimzellen, embryonalen Zellen und einigen Stammzellen. In einer Auswertung von 6835 Tumoren war das Telomerase-Gen TERT in 73 % der Fälle wieder angeschaltet, was zeigt, warum die Abschaltung eine Schutzfunktion hat.
Sind längere Telomere immer besser?
Nein. Eine mendelsche Randomisierung mit 420 081 Erkrankten und 1 093 105 Vergleichspersonen fand für genetisch längere Telomere ein erhöhtes Risiko für mehrere Krebsarten, etwa das Gliom mit einer Odds Ratio von 5,27 und das Adenokarzinom der Lunge mit 3,19. Für die koronare Herzkrankheit war das Risiko dagegen niedriger, Odds Ratio 0,78.
Wie zuverlässig sind Telomertests?
Begrenzt. In einem verblindeten Ringversuch mit zehn Laboren lagen die Variationskoeffizienten zwischen den Laboren bei rund 10 % für Southern Blot und STELA und über 20 % für die quantitative PCR, die in kommerziellen Tests üblich ist. Referenzbereiche lassen sich zwischen Laboren nicht übertragen, ein Ergebnis ist also nur im Vergleichsrahmen seines eigenen Labors lesbar.
Welche Lebensmittel schützen die Telomere?
Belegt ist kein einzelnes Lebensmittel, sondern ein Ernährungsmuster. Bei 4676 Frauen der Nurses Health Study ging eine größere Nähe zur Mittelmeerküche mit längeren Telomeren einher, mit einem Trend über die Gruppen von p = 0,004. Gemeint sind Gemüse, Obst, Hülsenfrüchte, Vollkorn, Nüsse, Fisch und Olivenöl statt einzelner Superfoods.
Bringen Telomerase-Aktivatoren etwas?
Für keinen dieser Extrakte existieren Studien am Menschen mit harten Endpunkten. In der EU ist zudem keine gesundheitsbezogene Angabe zu Telomeren zugelassen, ein solches Werbeversprechen ist also nicht zulässig. Hinzu kommt, dass eine Aktivierung der Telomerase genau den Schritt nachahmt, den die meisten Tumoren gehen müssen.
Quellen
Telomeres Mendelian Randomization Collaboration, Haycock PC, Burgess S, Nounu A, Zheng J, Okoli GN et al. Association between telomere length and risk of cancer and non-neoplastic diseases: a Mendelian randomization study. JAMA Oncology, 2017, 3(5). DOI: 10.1001/jamaoncol.2016.5945
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