Im Alltag sprechen wir oft von unserer inneren Uhr, alle Zellen in unserem Körper haben eine solche innere Uhr, die viele Prozesse des Körpers bestimmt. „Die innere Uhr von Zellen besteht aus sogenannten Clock-Genen und ihren Produkten, den Clock-Proteinen. Dabei gibt es zwei Gruppen von Genen bzw. Proteinen, die entgegengesetzt zueinander schwingen und dadurch eine Rückkoppelungsschleife bilden“, erklärt Margit Egg vom Institut für Zoologie der Universität Innsbruck.
Therapeutische Kernspinresonanzz
Im Rahmen einer Studie befasste sich die Forscherin damit, ob und wenn ja, wie man diese innere Uhr der Zellen ein- und ausschalten kann. Das ist insofern wichtig, weil die innere Uhr der Zellen viele zelluläre Signalwege steuert, wie etwa den basalen (Zucker-)Stoffwechsel, die mitochondriale Atmung, Immun- und Stressantwort oder die Zellteilung. „Deshalb spielt die innere Uhr von Zellen eine große Rolle bei Erkrankungen wie Herzinfarkt, Schlaganfall, Krebs, Diabetes oder aber bei der Effizienz der generellen Immunantwort eines Menschen.“
Margit Egg und ihr Team führten ein Experiment durch, bei dem sie Mauszellen mit therapeutischer Kernspinresonanz (tNMR) bestrahlten. Diese Therapie beruht auf den gleichen quantenmechanischen Grundlagen, die auch das MRT ermöglichen, verwendet aber eine viel niederere Magnetfeldstärke und dem entsprechend eine viel niederere Radiofrequenz. Margit Egg führt aus: „Wir bestrahlten diese Mauszellen mit Kernspinresonanz, um zu untersuchen, ob diese schwachen Magnetfelder in Kombination mit Radiowellen auf die Signalwege der Zelle – wie der inneren Uhr, dem basalen Zellstoffwechsel oder dem Sauerstoff-Signalweg – Einfluss nehmen. Die Antwort hier ist ganz klar: Ja.“ Welche Komponenten der Kernspinresonanztherapie (das schwach oszillierende Magnetfeld selbst oder aber tatsächlich die Kombination des Magnetfeldes mit den Radiowellen) dabei essentiell für die beobachteten zellulären Effekte sind, sollen bereits laufende Experimente klarstellen.
Krankheiten besser behandeln
Diese therapeutische Kernspinresonanz (tNMR) kann somit den Stoffwechsel der menschlichen Zellen beeinflussen – und genau dieses Wissen kann genutzt werden, um Krankheiten besser zu therapieren, wie die Expertin ausführt: „Dies hat ein enormes therapeutisches Potenzial und zwar vor allem bei Krankheiten, bei denen Sauerstoffmangel eine Rolle spielt: Das wären vor allem Herzinfarkt, Schlaganfall, Thrombose und Krebs.“ Als konkretes Beispiel nennt die Forscherin auch die Situation von Schichtarbeiter*innen: Diese haben ein erhöhtes Risiko für verschiedene Erkrankungen – wie etwa Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes oder auch Tumore der Brust- und Prostata. Mit dem Wissen, dass sich Margit Egg und ihre Kolleg*innen erarbeitet haben, könnte man diesen Menschen helfen.
Innere Uhr ein- und ausschalten
Die Kernspinresonanz kann also die innere Uhr der Zellen aktivieren und drosseln. „Sie kann sozusagen als Schalter für die zellulären Uhren verwendet werden“, so Margit Egg. Dieser Effekt ist dabei abhängig davon, wann die Behandlung durchgeführt wird.
Eine Drosselung der inneren Uhr wäre zum Beispiel auch für die Reduktion der Zellteilung sehr interessant, etwa bei Tumorerkrankungen. Außerdem kann das Gleichgewicht von freien Sauerstoffradikalen beeinflusst werden, diese haben nicht nur eine schädliche Wirkung, wenn zu viel davon gebildet wird, sondern sind notwendig für die Feinsteuerung von und zwischen zellulären Signalwegen, so die Expertin. Mit dem Wissen, dass sich Margit Egg und ihre Kolleg*innen erarbeitet haben, könnte man nun verschiedene Krankheiten besser bekämpfen.
