Magische Mittel zur Gewichtsabnahme, Stammzellen, Alterungsuhren und Gehirngesundheit: Was könnte das Leben verlängern?

Die Biowissenschaften und die Medizin befinden sich derzeit in einem tiefgreifenden und komplexen Wandel (Transformation): Künstliche Intelligenz beginnt, in die Schlüsselbereiche der Lebensforschung und der Arzneimittelentwicklung einzugreifen; die Geneditierung verändert unsere Vorstellung von biologischen Mechanismen und Evolutionsgrenzen; nach der erst vor kurzem beendeten COVID-19-Pandemie reflektiert die Gesellschaft erneut, wie man plötzlich auftretende menschliche Katastrophen bewältigen kann.

Zur gleichen Zeit werden revolutionäre Therapieverfahren wie PD-1 und CAR-T in den nächsten zehn Jahren Krebs zu einer vollkommen heilbaren chronischen Krankheit machen; die wundersamen Wirkungen von GLP-1-Medikamenten bei der Behandlung von Diabetes und der Gewichtsreduktion eröffnen möglicherweise die Möglichkeit, Krankheiten vorzubeugen, und werden die Prävention und "Konsumentenmedizin" sowie die Verbesserung der Gesundheit zu einem Lebensqualitätsanspruch der Menschen. Mit der Zulassung von Aβ-Antikörpern hat die Behandlung von Alzheimer endlich einen Durchbruch erzielt.

Diese Reihe von wissenschaftlichen Fortschritten sowie die Entwicklung der Anti-Aging- und Regenerativmedizin verändern unsere Vorstellung von den Grenzen des Lebens. Die Menschen beginnen ernsthaft darüber nachzudenken: Wie weit kann das Leben verlängert werden?

In letzter Zeit fand auf dem von der Gaoshan Akademie veranstalteten Forum "AI erschafft alles" ein tiefgehender Dialog zwischen einigen prominenten Gästen unter dem Thema "Leben, Zukunft und ethische Entscheidungen" statt. Im Folgenden finden Sie den (bearbeiteten) Dialog:

Informationen zu den Gästen

Lu Bai, Mitglied des Wissenschaftlichen Verwaltungsrats der Gaoshan Akademie, Direktor des Shanghai Shangsi Natural Science Research Institute

Ding Sheng, ehemaliger Direktor der School of Pharmaceutical Sciences an der Tsinghua-Universität, Direktor des Global Health Drug Discovery Institute, ernanntes Professor an der Bayer AG

David Ho, Mitglied der US National Academy of Medicine, Direktor des Aaron Diamond AIDS Research Center an der Columbia University College of Physicians and Surgeons

Ning Guang, Mitglied der Chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften, Direktor des Ruijin Hospital der Shanghai Jiao Tong University School of Medicine

Wang Yongjun, Mitglied der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Direktor des Beijing Tiantan Hospital der Capital Medical University

Regenerative Medizin: Zellen können "neu programmiert" werden

Lu Bai: Früher dachten wir, dass der Lebensprozess irreversibel und unkontrollierbar sei. Doch jetzt können wir zumindest auf zellulärer Ebene Zellen in ihren ursprünglichen Zustand "zurückversetzen". Herr Ding Sheng, möchten Sie uns bitte über Ihre Forschung berichten?

Ding Sheng: Aus meiner Erfahrung in der Forschung von Stammzellen und der Arzneimitteltransformation in den letzten 20 Jahren heraus hat sich dieses Feld radikal verändert.

Erstens können die Zellen in unserem Körper durch molekulare Regulation – sei es durch Gentechnik oder Medikamente – neu programmiert werden, um sie in sehr früh entwickelte Zellen zu verwandeln. Dies sind pluripotente Stammzellen (pluripotent stem cell) sowie die derzeit noch in der Forschung befindlichen totipotenten Stammzellen (totipotent stem cell).

Mit solchen Zellen können wir auf Grundlage unseres Wissens aus der Entwicklungsbiologie verschiedene funktionelle Gewebe- und Organspezifische Zellen im Körper differenzieren und für Transplantationen nutzen.

Das traditionelle Arzneimittelwesen hat ein grundlegendes Problem: Fast jedes neue Medikament ist nicht iterierbar. Wenn Sie ein neues Medikament für einen bestimmten Zielpunkt entwickeln, beträgt die Erfolgsquote nur etwa 10 %; ändern Sie den Zielpunkt, bleibt die Quote wieder bei 10 %. Doch jetzt ist es anders. Mit der Stammzelltechnologie und Geneditierung können wir aus einem einzigen Rohstoff mehrere Zellmedikamente herstellen und diese ständig verbessern und iterativ entwickeln.

CAR-T ist im Wesentlichen ein verbessertes Zellprodukt. Dies bedeutet, dass Zellmedikamente wie Software ständig aktualisiert werden können. Wenn wir in Zukunft in der Lage sein sollten, gesunde Zellen stabil, sicher und kontrollierbar herzustellen und die alten, funktionslosen oder schädlichen Zellen im Körper ständig ersetzen zu können, könnten wir theoretisch das Altern verzögern und die gesunde Lebensspanne verlängern.

Wenn wir künstliche Intelligenz und Brain–Computer Interface (BCI) hinzufügen, ist die menschliche Lebensverlängerung und noch weitere Möglichkeiten keine allzu ferne Zukunft.

Wird es definitiv eine nächste Pandemie geben? Die Wissenschaft schreitet voran, aber die Menschen vergessen leicht

Lu Bai: Wir haben gerade eine in der menschlichen Geschichte sehr seltene Pandemie (Pandemie) erlebt. Sie hat nicht nur die Medizin, sondern auch die Gesellschaft selbst verändert: Sind wir bereit, wenn es eine nächste Mal gibt?

David Ho: Ich denke, es wird in Zukunft noch mehr Pandemien geben. In den letzten hundert Jahren haben wir drei Hauptpandemien erlebt: die spanische Grippe im Jahr 1918; das HIV/AIDS, das um 1980 erkannt wurde; und die jüngste COVID-19. Darüber hinaus gibt es viele Fälle, in denen es "fast" zur Pandemie kam, wie SARS, Ebola, Nipah-Virus und Hendra-Virus.

Diese Viren springen ständig von Tieren auf Menschen über. Mit zunehmender Bevölkerungsdichte und verbesserten Verkehrsmöglichkeiten wird diese Situation nur noch häufiger auftreten. Wenn es eine nächste Pandemie gibt, werden wir uns in Bezug auf Diagnose, Behandlung und Impfstoffe besser vorbereitet sein.

Das Problem ist jedoch, dass die Menschen leicht nach einem Krisenfall locker werden. Das ist ähnlich wie bei der Präventivmedizin: Wir denken immer, dass es "in Ordnung sein wird", bis es tatsächlich passiert. Die wirklich gefährlichen Viren werden oft luftbürtig übertragen und infizieren die Nasen- und Rachenhöhle.

Neben Antikörpern haben wir noch eine erste Verteidigungslinie: die angeborene Immunität (innate immunity). Wenn wir diese Abwehrmechanismen lokal aktivieren können, haben wir gesehen, dass sie die Infektion mit Grippe, COVID-19 und anderen Viren verhindern können. Denn wir wissen nie, wer der nächste Gegner sein wird.

Ist die Gewichtsreduktion mit GLP-1 zuverlässig?

Lu Bai: Alle sind sehr an GLP-1 (Glucagon-Like Peptide-1) interessiert. Es wird ständig verbessert und wird immer wirksamer. Stoffwechselerkrankungen, Tumore, Immunerkrankungen und Erkrankungen des zentralen Nervensystems sind die vier Krankheiten, die die Menschen am stärksten betreffen. Im Bereich des Stoffwechsels: Können Diabetes und Fettleibigkeit in Zukunft zu kontrollierbaren Krankheiten werden? Stehen wir vor einem Zeitalter der Prävention von Krankheiten und des Konsums von Stoffwechselmedikamenten? Welchen Einfluss wird dies auf die langfristige Gesundheit (longevity) der Menschen haben?

Ning Guang: Sie haben völlig recht. Medikamente gegen Stoffwechselerkrankungen, insbesondere GLP-1, sind tatsächlich in die Konsumklasse gelangt. Derzeit wird GLP-1 in China noch nicht einmal von der Hälfte der Patienten auf ärztliche Verordnung eingenommen. Viele Menschen kaufen diese Medikamente über das Internet und E-Commerce-Plattformen. Dies ist ein Phänomen und zeigt auch, dass dieses Medikament von einem "Behandlungsmedikament" zu einem "Konsumprodukt" geworden ist.

Es wird geschätzt, dass der Markt für GLP-1 bis 2026 70 Milliarden US-Dollar erreichen wird und bis 2030 möglicherweise weltweit 300 Milliarden US-Dollar. Es ist somit nicht mehr nur ein Medikament, sondern fast ein Konsumprodukt.

Alle wünschen sich eine orale Form. Das Problem ist jedoch, dass die Resorptionsrate von Peptidhormonen im Verdauungstrakt zu niedrig ist. In Zukunft könnte es möglicherweise orale Behandlungspläne geben, die nur einmal pro Woche oder sogar einmal pro Monat eingenommen werden müssen, damit es wirklich ein "nutzerfreundliches Medikament" wird. Der Hauptwirkungsort von GLP-1 ist das Magen-Darm-Trakt, aber der eigentliche Regulationszentrum befindet sich im Hypothalamus des Gehirns. Im Wesentlichen ist es ein Appetitunterdrückendes Medikament. Seine ursprüngliche Wirkung besteht jedoch darin, die Insulinsekretion zu stimulieren. Wenn dieses Gleichgewicht nicht richtig eingestellt wird, besteht das Risiko einer akuten Pankreatitis; als Wachstumsfaktor kann es möglicherweise die Schilddrüse beeinflussen; eine zu starke Appetitunterdrückung kann zu starken Stimmungsschwankungen führen, wie Depression, Selbstverletzung und Suizid; es kann auch Ketoazidose induzieren. Da derzeit viele Menschen, die GLP-1 einnehmen, keine schwer übergewichtigen Patienten sind, treten diese Risiken noch deutlicher hervor.

Wenn eine Person übergewichtig wird, kommt es in der Regel zu einer 80-prozentigen Zunahme von Fett im Bauchraum, etwa 10 % im Inneren der Organe und weniger als 10 % unter der Haut. Unterhautfett ist in gewissem Maße nützlich, aber Bauchfett und Organfett (z. B. Fettleber) sind gefährlich. Derzeit ist die Fettreduktion durch GLP-1 allgemein (general). Die zukünftige Richtung besteht darin, zielgerichtet das innere Fett zu reduzieren. Es gibt bereits Medikamente, die sich in der Phase II der klinischen Prüfung befinden und speziell auf die Leberfett abzielen, aber es gibt noch keine Medikamente, die speziell auf das Bauchfett abzielen und in die klinische Prüfung gekommen sind.

Warum ist China ein "Land mit hoher Inzidenz von Hirngefäßerkrankungen"?

Lu Bai: Herz- und Hirngefäßerkrankungen sind die häufigste Krankheit in China. Warum treten Hirngefäßerkrankungen in China besonders häufig auf? Hängen sie mit Lebensweise und Genen zusammen? Welche Beziehung besteht zwischen diesen Krankheiten und Alzheimer? Brauchen wir ein Brain–Computer Interface, wenn diese Krankheiten behandelbar werden?

Wang Yongjun: In China ist 48 % der Todesfälle mit Herz- und Hirngefäßerkrankungen verbunden. Fast die Hälfte der Menschen stirbt schließlich an solchen Krankheiten. Der größte Unterschied besteht darin, dass in China hauptsächlich Hirngefäßerkrankungen auftreten, während in den westlichen Ländern Herzerkrankungen dominieren. Bei gleicher Bluthochdruckdiagnose hat ein Chinese möglicherweise vier Schlaganfälle, bevor er eine Herzerkrankung bekommt. Bei Weißen ist es genau umgekehrt. Nach einem Schlaganfall in China ist 20 % eine Gehirnblutung, während es bei Weißen nur 7 % ist. Unser Krankheitsprofil ist sehr ähnlich dem von Schwarzen.

Globale Daten zeigen, dass der Kenntnisstand über Bluthochdruck und die Inzidenz von Schlaganfällen in einer linearen Beziehung stehen. In den USA beträgt der Kenntnisstand 80 %, daher gibt es weniger Schlaganfälle; in China ist der Kenntnisstand mittelmäßig, daher ist die Anzahl der Schlaganfälle höher; in einigen afrikanischen Ländern beträgt der Kenntnisstand weniger als 20 %, daher ist die Anzahl der Schlaganfälle noch höher.

Der Grund dafür ist, dass die Chinesen zu wenig Obst und Gemüse essen und die Luftverschmutzung die Blutgefäße langfristig schädigt.

Selbst wenn wir Schlaganfälle und Alzheimer beseitigen können, sind immer noch die meisten Krankheiten Gehirnerkrankungen. Die neuesten europäischen Daten zeigen, dass jährlich 800 Milliarden Euro für die Behandlung von Gehirnerkrankungen ausgegeben werden, was der Summe aller anderen Krankheiten entspricht. Vom Geburtstag bis ins Alter ist das Gehirn ständig "krank", und 80 % aller monogenetischen Krankheiten im ganzen Körper betreffen das Gehirn. In den letzten Jahren ist die Zahl der autistischen Kinder deutlich gestiegen; viele Jugendliche leiden an Schlaflosigkeit, in China leiden etwa 100 Millionen Menschen an Migräne, vor allem Frauen; nach dem Eintritt in die Arbeitswelt treten Depressionen, Stimmungsstörungen und andere Krankheiten auf; im Alter führt die Alterung der Großhirnrinde zu Alzheimer; die Alterung des subkortikalen Gewebes führt zu Parkinson; die Alterung der Vorderhornzellen des Rückenmarks führt zu ALS.

Wo immer es altert, gibt es Probleme.

Darüber hinaus hat das Gehirn zwei fatale Schwächen. Erstens ist es das einzige Organ ohne Energiespeicher. 15 % des Blutflusses des Herzens und 20 % des Sauerstoffs im Körper werden dem Gehirn zugeführt. Zweitens hat das Gehirn die schlechteste Regenerationsfähigkeit im ganzen Körper. Selbst wenn wir jetzt wissen, dass Neuronen regenerieren können, ist die Wirkung auf die Gesamterholung immer noch sehr begrenzt.

Die Welt hat die "Gehirnforschung" als nationales Vermögen angesehen. Der G7-Gipfel hat das Konzept von Brain Capital vorgeschlagen, d. h. die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit eines Landes basiert auf der Gehirnleistung und nicht auf der körperlichen Kraft. So gibt es jetzt das Konzept von Brain Economy. Es gibt bereits wissenschaftliche Methoden, um das Alterungsstadium des Gehirns zu bewerten und das Risiko von Schlaganfall, Demenz, Parkinson und ALS vorherzusagen. Die meisten Gehirnerkrankungen sind vorbeugbar. Ich empfehle, sich frühzeitig in einem Krankenhaus einer Gehirngesundheitsuntersuchung zu unterziehen.

Frage-Antwort-Session

F: Zurzeit gibt es auf dem Markt viele "Uhren", um das Altern zu messen, ob es sich um das Gehirn, Organe oder die DNA-Methylierung handelt. Viele von uns haben Sportgeräte, Smartwatches und verschiedene Gesundheitsuntersuchungen, die uns schließlich ein biologisches Alter (biological age) geben. Meine Fragen sind: Erstens, welche Methode ist die beste? Zweitens, wie sollten wir das biologische Alter verstehen? Gibt es bessere Messmethoden?

Ding Sheng: Es gibt tatsächlich sehr viele Methoden, wie DNA-Methylierung, Genexpressionsprofile, Proteinmodifikationen usw. Aber ich muss ehrlich sagen: Die meisten Studien wurden an Tieren durchgeführt. In Bezug auf die Menschen, insbesondere in der klinischen Interventionsebene, wurde noch keine einheitliche Validierung durchgeführt.

Aber mit der Entwicklung der künstlichen Intelligenz und des Deep Learning, die mehr Daten über das Altern aus verschiedenen Messmethoden erzeugen, und der Entstehung von Medikamenten oder Konsumgütern