Ein Update des Forschungsteams - Februar 2023
Die Wissenschaft ist ein ständiger Prozess des Lernens und der Entdeckung. Wir als Wissenschaftler sind immer auf der Suche nach neuen Wegen, um etwas über die Welt um uns herum zu erfahren und unser Verständnis des Universums zu verbessern. Dieser Prozess der kontinuierlichen Forschung macht die Wissenschaft so spannend und dynamisch. Während wir unsere Experimente weiterentwickeln, um die Auswirkungen der Meditation auf den menschlichen Zustand besser zu verstehen, denken wir wieder an die Gemeinschaft, die bei den einwöchigen Veranstaltungen anwesend ist. Die für April 2023 geplante einwöchige Veranstaltung in Nashville wird den Startschuss für die PAIR-Studie (Partnering Age groups Into Resilience) geben. Wir haben das Konzept der "mentalen Parabiose" erfunden und werden es weiterentwickeln. Können junge und nicht mehr ganz so junge Menschen eine Woche lang intensive geistige Arbeit und soziales Engagement leisten, um ihre Biologie weiterzuentwickeln?
Parabiose/ [ par-uh-bahy-oh-sis]/ Biologie/ Substantiv/ von den griechischen Wörtern para "neben" und bios "Leben". (1) Die natürliche Vereinigung zweier Individuen, wie z. B. siamesische Zwillinge, so dass sie einen gemeinsamen Blutkreislauf haben. (2) Eine ähnliche Verbindung, die zu experimentellen oder therapeutischen Zwecken herbeigeführt wird.
Mit Hilfe der Parabiose können Forscher zeigen, dass die biologischen Systeme und das in einem Organismus geschaffene Umfeld einen zweiten Organismus beeinflussen können, in der Regel durch die gemeinsame Nutzung und den Austausch von Faktoren im Blut, z. B. Plasma. Ein französischer Wissenschaftler, Paul Bert, leistete Mitte des 18. Jahrhunderts Pionierarbeit bei diesen Studien, indem er vorschlug, dass Organismen miteinander verpflanzt werden könnten, um ihre Widerstandsfähigkeit zu verbessern.
Seit diesen frühen Anfängen wurden die Parabiose und ihre Auswirkungen auf Gesundheit und Krankheit im letzten Jahrhundert intensiv erforscht, wobei der Schwerpunkt auf Stoffwechsel, Fettleibigkeit, Stammzellbiologie, Tumorbiologie, Diabetes, Organtransplantation und vielen anderen Themen lag. In neueren Studien wurden die Auswirkungen der heterochronen Parabiose (unterschiedliche Zeiten/Alter) untersucht, bei der junge und gealterte Tiere miteinander verbunden werden.1 Die Paarung von jungen und gealterten Systemen führt zur Verjüngung gealterter Zellen und zeigt, dass die Übertragung gealterter Komponenten auf junge Tiere Prozesse wie die neuronale Plastizität dramatisch beeinflussen kann.2,3 Die Schwangerschaft ist eine natürliche Erweiterung solcher Konzepte, bei denen der Austausch der fötalen (jungen) und mütterlichen (gealterten) Umgebung zur Verjüngung der Mutter führt.4 Wichtige Arbeiten haben gezeigt, dass die Übertragung dieser Komponenten nicht unbedingt von der systemischen Paarung abhängt, sondern durch die Blutübertragung beeinflusst werden kann.3,5 Vollblut ist eine komplexe Mischung aus geformten (d. h. roten und weißen Blutkörperchen und Blutplättchen) und nicht lebenden (d. h. Plasma) Elementen, die weiter in Unterkomponenten (zelluläre Subtypen, Nährstoffe/Metaboliten, Proteine, Aminosäuren, Lipide, Elektrolyte, Gase usw.) unterteilt werden können, die jeweils biologische Wirkungen hervorrufen können. Ein Großteil unserer aktuellen Forschung hat gezeigt, dass das Blut von Meditierenden nach einer einwöchigen Erfahrung "anders" ist und mit Faktoren angereichert ist, die auf andere lebende Systeme übertragen werden können, um die Biologie zu beeinflussen (z. B. Hemmung der SARS-CoV-2-Infektion [Manuskript in Überarbeitung], Krebszellbiologie).
Die Erforschung der molekularen Mechanismen, die mit den Veränderungen des heterochronen Blutaustauschs (HBE) zusammenhängen, hat ergeben, dass der Tumorwachstumsfaktor-β, Beta-2-Microgloublin, Veränderungen in den Stammzellnischen, Veränderungen in der Immunumgebung, Oxytocin, Seneszenzmarker, Hormone, veränderte Notch-Signale und möglicherweise mitochondriale Faktoren beteiligt sind.2,5-11 Die Pionierarbeit auf dem Gebiet des HBE hat eine wichtige Eigenschaft junger und alter Organsysteme festgestellt. Organe in verschiedenen Altersstufen haben eine "Plastizität", die durch Faktoren im Blut und in der Kreislaufumgebung funktionell verändert werden kann. Die Vermittler und Träger des molekularen Austauschs in der HBE sind jedoch nur unzureichend bekannt. Der zelluläre/organische Ursprung des Transfermaterials, die Mechanismen des Transfers, die Komponenten des Transfermaterials und letztlich die biologisch aktiven Komponenten sind unklar. In dem Maße, wie wir tiefere Einblicke in das Blut von Mediatoren gewinnen, hoffen wir, diese Faktoren besser definieren zu können und herauszufinden, was und warum diese Mischung von Faktoren in den von uns getesteten pathologischen Systemen für so viel Widerstandsfähigkeit sorgt.
Alter und Altern: Eine neue Sichtweise
Alter ist relativ. Organismen erleben ihre Lebensfähigkeit in sehr unterschiedlichen Zeiträumen: C. elegans leben 14-25 Tage, Mäuse bis zu 2 Jahren, Menschen in den Industrieländern bis in die Achtzigerjahre, und doch gibt es einige langlebige Organismen wie die Riesenmuschel, die über 500 Jahre alt werden können. Was jedoch am Ende des Lebenszyklus eines jeden Organismus unvermeidlich ist, ist ein struktureller und funktioneller Verfall, der auf zellulärer Ebene zu beobachten ist. Es wurden mehrere Theorien des Alterns vorgeschlagen, ohne dass es einen wirklichen Konsens gab. Eine vereinheitlichende Theorie des Alterns hat sich als schwer fassbar erwiesen. Es wurden jedoch mehrere Ideen vorgeschlagen, um das altersbedingte Defizit in Effizienz und Funktion zu erklären. Obwohl die Mechanismen unklar sind, handelt es sich wahrscheinlich um Anomalien, die ein kombiniertes Ergebnis von genetischen, biochemischen, katabolischen und physiologischen Mängeln sind. Die Suche nach dem "Jungbrunnen" hat lange gedauert, und die Wissenschaft hat sich auf die Suche nach ursächlichen Faktoren gemacht, die zur Störung biologischer Systeme im Alter führen, um eine molekulare Parallele zu definieren. Genetische Werkzeuge haben es uns ermöglicht, Generationen von Zellen und Organismen auf Funktionsgewinne und -verluste zu testen. Viele Gene werden als kritisch angesehen, wenn sie eine embryonale Letalität aufweisen, aber solche Gene sind vielleicht nur für die Entwicklung und die reproduktive Fitness wichtig und haben kaum Auswirkungen auf das gesunde Altern. Ein reduktionistischer Ansatz für das Altern muss eine andere Taktik verfolgen und das frühe Funktionsfenster im Zusammenhang mit dem späteren Lebensverlauf definieren, wobei grundlegende Elemente des Lebens als Ausgangspunkt dienen. Dieses Unterfangen birgt mehrere Hindernisse, die letztlich die Umsetzung von Ideen in die Praxis für ein gesundes Altern eingeschränkt haben. In jüngster Zeit hat sich das Konzept der Unterscheidung zwischen "biologischem" und "chronologischem" Alter herausgebildet, was darauf hindeutet, dass das Alter wirklich relativ ist. Wir können in einzigartigen Umgebungen leben und erleben, um die Alterungsuhr unserer Biologie zurückzudrehen.
Auf der ganzen Welt wurden "Blaue Zonen" identifiziert12 , in denen die Bewohner überdurchschnittlich lange leben. In diesen Regionen wurden zahlreiche Studien durchgeführt, um zu ermitteln, welche Faktoren für die Langlebigkeit verantwortlich sein könnten. Erwartungsgemäß sind Ernährung (pflanzen- und hülsenfruchtreich), körperliche Betätigung und Nichtrauchen gemeinsame Merkmale dieser Gebiete, die die Langlebigkeit erklären können, aber weniger erwartet wurde der Schwerpunkt auf Familie und soziales Engagement. Der Mensch ist ein soziales Lebewesen. Wenn soziale Lebewesen dieser wichtigen Interaktionen beraubt werden, hat dies erhebliche Auswirkungen auf die körperliche, geistige und emotionale Gesundheit. Die einwöchigen Meditationsveranstaltungen sind eine Fallstudie für soziale Experimente. Die Woche beginnt mit mehr als 1000 Menschen, von denen viele isoliert und allein sind. Sie lernen und wachsen zusammen, um eine Gemeinschaft zu werden - ein zusammenhängendes Ganzes, das voller Liebe, Energie, Lebendigkeit und Widerstandsfähigkeit ist. Es kommt zu Veränderungen, die Gesundheit entwickelt sich rasch, und das Ganze wird besser als seine Teile. Wie und warum?
Um auf unsere bevorstehende Paarstudie zurückzukommen: Familien sind generationenübergreifend und soziales Engagement fördert die Verbindung. Wir werden einen jungen Menschen mit einem älteren Menschen zusammenbringen. Das Paar wird die ganze Woche über miteinander verbunden sein, meditieren, sich bei den Mahlzeiten treffen, voneinander lernen und sich gemeinsam weiterentwickeln. Es gibt erste Hinweise darauf, dass Zwillingspaare geistig und physiologisch miteinander verbunden sind, wenn sie zusammen sind, und erstaunlicherweise sogar, wenn sie getrennt sind. Die Paare in unserer Studie werden vor und nach dem EEG getestet, tragen Garmins, nehmen an Gesundheitsumfragen teil, lassen sich Blut abnehmen, sammeln ihr Mikrobiom, unterziehen sich Untersuchungen zur mitochondrialen Funktion/Struktur, zeichnen ihre Erlebnisse auf Video auf und unterziehen sich kognitiven Tests (im Wesentlichen eine Mini-QUANTUM-Studie). Wir werden wichtige biologische Daten über die Gehirnfunktion, die Herzfunktion, Marker für das biologische Alter (Horvath-Uhr) und viele andere Bewertungen verfolgen. Es wird erwartet, dass die PAIR-Studie unser Verständnis von Meditation beim Einzelnen und bei der Verbindung des Einzelnen mit der Gemeinschaft weiter voranbringt.
Referenzen
1. Conboy MJ, Conboy IM, Rando TA. Heterochrone Parabiose: Historische Perspektive und methodische Überlegungen für Studien zu Alterung und Langlebigkeit. Aging Cell. 2013;12:525-530. doi: 10.1111/acel.12065
2. Conboy IM, Conboy MJ, Wagers AJ, Girma ER, Weissman IL, Rando TA. Verjüngung gealterter Vorläuferzellen durch Exposition gegenüber einer jungen systemischen Umgebung. Nature. 2005;433:760-764. doi: 10.1038/nature03260
3. Villeda SA, Luo J, Mosher KI, Zou B, Britschgi M, Bieri G, Stan TM, Fainberg N, Ding Z, Eggel A, et al. The ageing systemic milieu negatively regulates neurogenesis and cognitive function. Nature. 2011;477:90-94. doi: 10.1038/nature10357
4. Popkov VA, Silachev DN, Jankauskas SS, Zorova LD, Pevzner IB, Babenko VA, Plotnikov EY, Zorov DB. Molekulare und zelluläre Interaktionen zwischen Mutter und Fötus. Die Schwangerschaft als Verjüngungsfaktor. Biochemistry (Mosc). 2016;81:1480-1487. doi: 10.1134/S0006297916120099
5. Rebo J, Mehdipour M, Gathwala R, Causey K, Liu Y, Conboy MJ, Conboy IM. Ein einziger heterochroner Blutaustausch zeigt die schnelle Hemmung mehrerer Gewebe durch altes Blut. Nat Commun. 2016;7:13363. doi: 10.1038/ncomms13363
6. Conboy IM, Rando TA. Heterochronic parabiosis for the study of the effects of aging on stem cells and their niches. Cell Cycle. 2012;11:2260-2267. doi: 10.4161/cc.20437
7. Conese M, Carbone A, Beccia E, Angiolillo A. The Fountain of Youth: A Tale of Parabiosis, Stem Cells, and Rejuvenation. Open Med (Wars). 2017;12:376-383. doi: 10.1515/med-2017-0053
8. Kiss T, Tarantini S, Csipo T, Balasubramanian P, Nyul-Toth A, Yabluchanskiy A, Wren JD, Garman L, Huffman DM, Csiszar A, et al. Circulating anti-geronic factors from heterochonic parabionts promote vascular rejuvenation in aged mice: transcriptional footprint of mitochondrial protection, attenuation of oxidative stress, and rescue of endothelial function by young blood. Geroscience. 2020;42:727-748. doi: 10.1007/s11357-020-00180-6
9. Pishel I, Shytikov D, Orlova T, Peregudov A, Artyuhov I, Butenko G. Accelerated aging versus rejuvenation of the immune system in heterochronic parabiosis. Rejuvenation Res. 2012;15:239-248. doi: 10.1089/rej.2012.1331
10. Sinha I, Sinha-Hikim AP, Wagers AJ, Sinha-Hikim I. Testosterone is essential for skeletal muscle growth in aged mice in a heterochronic parabiosis model. Cell Tissue Res. 2014;357:815-821. doi: 10.1007/s00441-014-1900-2
11. Yousefzadeh MJ, Wilkinson JE, Hughes B, Gadela N, Ladiges WC, Vo N, Niedernhofer LJ, Huffman DM, Robbins PD. Heterochrone Parabiose reguliert das Ausmaß der zellulären Seneszenz in verschiedenen Geweben. Geroscience. 2020;42:951-961. doi: 10.1007/s11357-020-00185-1
12. Pes GM, Dore MP, Tsofliou F, Poulain M. Diet and longevity in the Blue Zones: A set-and-forget issue? Maturitas. 2022;164:31-37. doi: 10.1016/j.maturitas.2022.06.004