Die dringende Notwendigkeit zur Förderung der Erforschung des Alterns

Die dringende Notwendigkeit zur Förderung der Erforschung des Alterns und altersbedingter Krankheiten zur Verbesserung der Gesundheit und Lebenserwartung der älteren Bevölkerung

Kunlin Jin^1,2, James W. Simpkins^1,3, Xunming Ki^1,4, Miriam Leis^1,5, Ilia Stambler^1,6

¹Executive Committee, International Society on Aging and Disease (ISOAD), Fort Worth, TX76137, USA
²Department of Pharmacology and Neuroscience, University of North Texas Health Science Center, Fort Worth, TX76137, USA.
³Center for Basic and Translational Stroke Research, West Virginia University, West Virginia, USA.
⁴Department of Neurosurgery, Xuanwu Hospital, Capital Medical University, Beijing, China.
⁵Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. , München, Deutschland.
⁶Department of Science, Technology and Society, Bar Ilan University, Ramat Gan, Israel.

Übersetzung:    Marcel Mayr, Miriam Leis

Zusammenfassung: Durch die weltweite Alterung der Bevölkerung und der damit einhergehenden Zunahme altersbedingter, nicht- übertragbarer Krankheiten und der daraus resultierenden wirtschaftlichen Belastung, besteht der dringende Bedarf, die Erforschung des Alterns und altersbedingter Krankheiten zu fördern, um die gesunde und produktive Langlebigkeit für die alternde Bevölkerung zu verbessern. Um dieses Ziel zu erreichen, setzen wir uns für folgende Empfehlungen ein: 1) Erhöhung der Mittel für Forschung und Entwicklung mit dem konkreten Ziel, degenerative Alterungsprozesse zu mindern und die gesunde und produktive Lebensspanne der Bevölkerung zu erhöhen; 2) Die Schaffung von Anreizen  für kommerzielle, akademische, öffentliche und staatliche Organisationen, sich diesen Forschungs- und Entwicklungszielen zu widmen; und 3) Eine Förderung für den Aufbau und den Ausbau von koordinierenden und beratenden Strukturen, Programmen und Institutionen, die sich mit Altersforschung und damit verbundener Entwicklung und Ausbildung in Wissenschaft, Industrie und öffentlichen Einrichtungen auf nationaler und supra-nationaler Ebener befassen.

Schlagworte: Altern, altersbedingte Krankheit, Gesundheit, Langlebigkeit, Senioren, Bevölkerung

Original: http://www.aginganddisease.org/EN/10.14336/AD.2014.1210

Die Herausforderung der alternden Gesellschaft und mögliche Lösungen

In den letzten Jahrzehnten hat sich die durchschnittliche Lebenserwartung weltweit erhöht und lag im Jahr 2014 global bei durchschnittlich 70 Jahren (6 Jahre höher als im Jahr 1990). In  technisch und wirtschaftlich hoch entwickelten Ländern liegt sie sogar bei ca. 80 Jahren (verglichen mit ca. 50 Jahren im frühen 20. Jahrhundert.)

Die Ursachen für diese Entwicklung beruhen v.a. auf verbesserter Hygiene, medizinischem Fortschritt, höherem Lebensstandard und dem Rückgang der Kindersterblichkeit. Während derzeit die höchsten Lebenserwartungen in technisch und wirtschaftlich hoch entwickelten Ländern zu verzeichnen sind, ist die Alterungsrate in Schwellen- und Entwicklungsländern besonders hoch. In Anbetracht der globalen demographischen Entwicklung wird sich der Anteil der über 60-jährigen im Zeitraum von 2000 bis 2050 von 11% auf 22% verdoppelt haben. In absoluten Zahlen bedeutet dies ein Anstieg von 605 Millionen auf 2 Milliarden Menschen [1-3].

Obwohl eine steigende Lebenserwartung generell eine positive Entwicklung für die Menschheit darstellt, bringt sie auch neue Herausforderungen mit sich. Diese basieren auf der Tatsache, dass das Älterwerden noch inhärent mit biologischer und kognitiver Degeneration verbunden ist, auch wenn Grad und Geschwindigkeit kognitiver Einschränkung, physischer Gebrechlichkeit und psychologischer Beeinträchtigung zwischen Individuen variieren kann.

Dennoch sind degenerative Alterungsprozesse die Hauptursache für nicht-übertragbare Krankheiten (non-communicable diseases – NCDs) wie Krebs, koronare Herzerkrankungen, Schlaganfall, Typ 2 Diabetes, die Alzheimer-Krankheit und weitere.

Neurodegenerative Erkrankungen, welche die mentalen Fähigkeiten einschränken, zählen zu den größten Ursachen für Behinderungen weltweit und sind für mehr als 20% der gelebten Jahre mit Behinderung verantwortlich.

Daher ist es notwendig, Anstrengungen auf die Minderung dieses Problems zu richten.

Gemäß des “Entwurfs des Zwölften Allgemeinen Arbeitsprogramms” (April 13, 2013) der Weltgesundheitsorganisation (WHO),  wird die “Adressierung der Herausforderungen nicht-übertragbarer Krankheiten” als eine Priorität der WHO genannt [4]. Die Adressierung des Alterns passt somit in die Definition des Anliegens und ist sogar notwendig, um dieses vorrangige Ziel zu erreichen.

Altern erhöht auch das Risiko der Morbidität und Mortalität durch Infektionskrankheiten wie Lungenentzündung und Grippe. Ebenfalls steigt die Anfälligkeit für Verletzungen und Traumata (z.B. durch Stürze und Stöße) aufgrund von Beeinträchtigungen des Gleichgewichtssinns und der mentalen Verfassung. Sogar die Gefahr, Opfer von Gewalt und Verbrechen zu werden steigt im Alter. Der Alterungsprozess verschärft und verstärkt auch die negativen Wirkungen anderer Risikofaktoren nicht-übertragbarer Erkrankungen (Tabakkonsum, ungesunde Ernährung, mangelnde physischer Aktivität und Alkoholmissbrauch).

In der Summe ist die altersbedingte Gesundheitsabnahme die Hauptursache für Mortalität und Morbidität weltweit und sollte entsprechend der Schwere dieses Problems angegangen werden.

Aufgrund dieser weitreichenden und negativen Auswirkungen gilt Altern bereits als eine der größten wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Herausforderungen, mit denen sich fast alle Länder – insbesondere aber die industrialisierten Regionen – in Zukunft konfrontiert sehen.

Viele Berichte der nationalen Regierungen, internationalen Organisationen wie den Vereinten Nationen (UN) und der Weltgesundheitsorgani-sation (WHO), Wohlfahrtsorganisationen und Nicht-Regierungsorganisationen (NGO) thematisieren bereits die sozioökonomischen und gesundheit-lichen Herausforderungen der alternden Gesellschaft [5-9]:

• Das Problem des Anstiegs der Gesund-heitskosten und die finanzielle Belastung der Sozialsysteme wegen der zunehmenden Wahrscheinlichkeit, an altersbedingten Krankheiten zu leiden.
• Die große Problematik der Demenz-erkrankungen, da hierfür zusätzliche intensive Pflege notwendig ist, die eine hohe Belastung für pflegende Angehörige und erhebliche Zusatzkosten mit sich bringt.
• Der Rückgang aktiver Arbeitskräfte, insbes. in  hoch industrialisierten Ländern. Auch wenn diese Menschen länger im Berufsleben bleiben möchten, werden sie hierzu evtl. aufgrund altersbedingter physischer und kognitiver Beeinträchti-gungen nicht mehr in der Lage sein.
• Die steigende Zahl der Senioren muss finanziert werden, während ein immer größerer Teil der arbeitenden Bevölkerung bezahlbare Pflege bereitstellen muss.

Es bestehen erhebliche Bedenken über die Lebens- und Gesundheitsqualität der älteren Bevölkerung aufgrund altersbedingter Erkrankungen, biologischer Degeneration und dem erhöhten Risiko, schwerwiegenden chronischen und lebensbedrohlichen Krankheiten zu erliegen.

Eine generelle Verminderung der Lebensqualität hindert ältere Menschen daran, ein erfülltes soziales, kulturelles und intellektuelles Leben zu führen.

Die Herausforderungen der alternden Gesellschaft werden weltweit erkannt und eine Vielzahl von Forschungs- und Entwicklungsprogrammen wurden weltweit initiiert, um altersbedingte Erkrankungen zu bekämpfen. Beispiele sind Kampagnen zur Prävention der Alzheimer-Krankheit und/oder das Diabetes-Vorsorgeprogramm der WHO, sowie die Entwicklung von Pflegetechnologien, z.B. Pflegeroboter, Sturzdetektoren,  Umgebungsunterstütztes Leben (AAL) und Infrastrukturverbesserungen für Barrierefreiheit.

Obwohl diese Anstrengungen lobenswert und verständlich sind, stellen sie dennoch punktuelle und lediglich ad hoc Lösungen dar, die der Dringlichkeit des Problems nicht hinreichend gerecht werden.

Insbesondere lösen Herangehensweisen wie Assistenztechnologien oder die Verbesserung von Pflege und Palliativmedizin nicht das ursächliche Problem der altersbedingten biologischen Degeneration. Die medizinische Forschung und Entwicklung ist derzeit immer noch hauptsächlich auf einzelne Krankheiten fokussiert, wie bspw. Alzheimer-Demenz, Herzerkrankungen, Osteoporose, Diabetes, Krebs etc. Der zugrundeliegende degenerative Alterungsprozesse als maßgebliche Ursache für diese Erkrankungen wird jedoch oftmals vernachlässigt.

Während der degenerative Alterungsprozess eine behindernde und schwächende Entwicklung darstellt, der z.B. die Anhäufung struktureller Schäden und eine Beeinträchtigung der Stoffwechselbalance mit sich bringt, stellt das Erreichen eines gesunden langen Lebens, gekennzeichnet durch die Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit und Robustheit, seine Heilung dar.

Einige Effekte degenerierender Alterungsprozesse können durch soziale und wirtschaftliche Faktoren, sowie durch Lebensweisen (Ernährung, Bewegung, etc.) beeinflusst werden, jedoch nur in einge-schränktem Umfang. Daher ist es notwendig, die Erforschung der Biologie des Alterns und alterungsbedingter Krankheiten zu fördern, um die Gesundheit der alternden Bevölkerung wesentlich und nachhaltig zu verbessern.

Neue Richtungen in Forschung und Entwicklung verfolgen ganzheitliche Ansätze, um degenerative Prozesse und negative biologische Effekte des menschlichen Alterns zu verstehen. Sie adressieren mehrere fundamentale Hauptursachen des Alterns und altersbedingter Erkrankungen zusammen in einer miteinander verknüpften Weise.

So wurden z.B. bei der Geroscience Konferenz der US Gesundheitsbehörde (NIH) im Jahr 2013 die folgenden Forschungsschwerpunkte identifiziert: Anpassung an Stress, Epigenetik, Entzündungen, makromolekulare Schäden, Stoffwechsel, Proteostase, und Stammzellen/Regeneration [10,11]. Ebenfalls gibt es einige andere Beispiele für ähnliche Ansätze, welche die Erforschung wichtiger Gruppen von Alterungsprozessen priorisieren [12-17]. Anstatt einzelne Alterserkrankungen zu adressieren, werden dabei die Mechanismen des Alterungsprozesses selbst analysiert, mit dem Ziel, Möglichkeiten zur Intervention und Prävention zu finden.

Solche Ansätze sind aus den folgenden Gründen sehr vielversprechend:

• Sie werden bereits von wissenschaftlichen Machbarkeitsstudien gestützt, welche die Erhöhung der gesunden Lebensspanne in Tiermodellen belegen und neue technologische Möglichkeiten für Eingriffe in grundlegende Alterungsprozesse demonstrieren [12,18-23].
• Sie bieten Lösungen für eine Vielzahl nicht-übertragbarer, altersbedingter Krankheiten, sofern  diese stark durch degenerative Altersprozesse verursacht werden (z.B. chronische Entzündungen,Vernetzung von Makromolekülen, somatische Mutationen, Verlust von Stammzellpopulationen etc.)  [24–28].
• Darüber hinaus tragen die Lösungen wahrscheinlich auch zur Verringerung der Anfälligkeit älterer Menschen für übertragbare Krankheiten bei, da ihre Immunität verbessert wird. [29].

Die angewandten Ergebnisse solcher Forschung,  ihre Entwicklungen und Innovationen werden nachhaltige Lösungen für eine Vielzahl altersbedingter medizinischer und gesellschaftlicher Herausforderungen bieten, die globale Anwendung finden können.

Diese Art der Forschung und Entwicklung sollte schon aus ethischen Gründen unterstützt werden, um gleiche Gesundheitschancen für ältere und jüngere Menschen bieten zu können.

Es ist deshalb die gesellschaftliche Pflicht, insbesondere für Fachkräfte in Biologie, Medizin, Gesundheitswesen, Wirtschafts- und gesellschaftspolitischen Organisationen, sich dringend für höhere Investitionen zur Forschung und Entwicklung einzusetzen, die sich mit dem besseren Verständnis der Mechanismen des menschlichen biologischen Alterungsprozesses befasst, um diese Erkenntnisse in sichere, bezahlbare und universell verfügbare angewandte Technologien und Behandlungen umzusetzen.

Eine Priorisierung und Beschleunigung der Forschung und Entwicklung auf den folgenden Gebieten kann enorme Vorteile für die Gesellschaft, Wirtschaft und generelle Lebensqualität mit sich bringen:

• Regenerative Medizin – einschließlich der Entwicklung von Stammzelltechnologien und verbundenen Produkte; in vivo und ex vivo Regeneration von Organen und Geweben; kontrollierter Zelltod; Immuno-Eliminierung von alternden Zellen oder Krebszellen.
• Tissue Engineering – Kultivierung und Herstellung unterschiedlicher vaskulärer und nicht-vaskulärer Gewebe und  Ersatzorgane, bspw. durch Anwendung von 3D-Gewebedruck, biologisch abbaubaren Gewebe-Gerüsten, Bioreaktoren oder Mechanismen der Selbstorganisation.
• Regulierung der gesamten Körperhomöostase, einschl. Regulierung des zirkadianen Rhythmus, neurohumoralen und molekularen Bioregulatoren.
• Geroprotektive Substanzen – z.B. antiglykämische Stoffe, Statine, Antigerinnungsmittel, Antioxidationsmittel, Hormon- und  Mitochondrien-Modulatoren, entzündungshemmende, probiotische und bioregulierende Medikamente.
• Entgiftung auf zellulärer und molekularer Ebene – z.B.: Chelatoren, Enterosorbenten, Moleküle um AGE aufzubrechen, oxidoreduktive Depolymerisation, Immuno-Clearance, enzymatische Clearance etc.
• Nahrungsergänzung – Ermittlung des diätetischen Nährstoffbedarfs für ältere Menschen und über den gesamten Lebensverlauf, wie z.B. durch Verwendung von Nahrungsergänzungsmitteln mit Vitaminen, Spurenelementen, Moleküle für den intrazellulären Energiestoffwechsel etc.).
• Gentherapie und Genmodulation – z.B. sichere Gentechnik, epigenetische und pharmakologische Stimulation der “Langlebigkeitsgene” (z.B.: Sirtuine und FOXO), Dämpfung von “Decay Accelerating Factors” (DAF), Beeinflussung langlebigkeitsfördernder genetischer Signalwege (z.B.: des mTOR-Signalwegs), Stimulation der Telomerase-Aktivität, RNA-Interferenz, genetische und epigenetische Sequenzierung und Screening für Langlebigkeitsfaktoren.
• Nanomedizin – z.B. Nanopartikel zum Wirkstofftransport, neue Prototypen für künstliche Immunität und Sauerstoffversorgung, Mikro- und Nano-Technologien; Mittel für eine potenzielle makromolekulare Gewebereparatur.
• Künstlicher Organersatz und elektrophysiologische Schnittstellen und Stimulation – z.B. funktionelle Prothesen für Organe und Gliedmaßen,  Neuroprothesen, erweiterte Gehirn-Computer-Schnittstellen, elektrophysiologische Stimulation beeinträchtigter Neuro- und Muskelfunktionen.
• Selbstquantifizierung – eine umfassende Selbstüberwachung und personalisierte Diagnose von Vitalparametern und altersbedingten Faktoren, Berechnungen für eine ausgewogene und gesunde Ernährung sowie physische Aktivität für Ältere.
• Data Mining – umfangreiche  Gesundheitsdatenanalysen; die Aufdeckung wirksamer Behandlungsansätze; formale und quantitative sowie visuell-gestützte und interaktive Modellierung von Alterungsprozessen, Krankheiten und Interventionen für die Verlangsamung degenerativer Alterungsprozesse.
• Kryokonservierung und chemische Konservierung – nützlich für Organ- oder Gewebetransplantationen und für vertiefte Einblicke in die Physiologie des Alterns.

Die Behandlung von altersbedingten degenerierenden Prozessen mit Hilfe von biomedizinischen Methoden sollte zum neuen leistungsfähigen Ansatz und medizinischen Standard zur Prävention nicht-übertragbarer Krankheiten werden, welche Menschen in ihren späten Lebensjahren treffen. Der präventive medizinische Ansatz trägt maßgeblich zum Erhalt der Gesundheit älterer Menschen bei und verhindert funktionale Verschlechterungen.

Regierungen sollten die Schaffung und Umsetzung von Richtlinien sicherstellen, die der Forschungsförderung auf den Gebieten der biologischen Altersforschung und Erforschung altersbedingter Krankheiten dienen, um eine globale Verbesserung der Gesundheit älterer Menschen zu ermöglichen:

1. Finanzierung:

Gewährleistung einer signifikanten Erhöhung der staatlichen und nicht-staatlichen Mittel für zielgerichtete (translationale) Forschung zur Verhinderung von degenerativen Alterungsprozessen, den damit verbundenen chronischen, nicht-übertragbaren Krankheiten und Behinderungen sowie für die Verlängerung der gesunden Lebensspanne.

Im Einzelnen:

• Bereitstellung eines ausgewiesenen Prozentsatzes der Haushaltsgelder zuständiger Ministerien, z.B. Ministerium für Gesundheit oder Forschung und Entwicklung, v.a. in den Bereichen mit Zuständigkeit für die Erforschung und Behandlung von nicht-übertragbaren chronischen Erkrankungen.
• Einsatz eines bestimmten Prozentsatzes der Gewinne kommerzieller Pharma-, Biotech- und Medizintechnikunternehmen für diesbezügliche Forschung und Entwicklung.

• Gründung relevanter Forschungsstipen-dienprogramme auf wettbewerblicher sowie zielgerichteter Basis.
• Eine Verdoppelung der Finanzierung für diese Forschung alle 5 Jahre für die nächsten 20 Jahre.

2. Anreize:

Entwicklung und Implementierung rechtlicher und regulatorischer Rahmenbedingungen zur Schaffung von Anreizen für zielorientierte Forschung und Entwicklung zur spezifischen Adressierung von Entwicklung, Registrierung, Verwaltung und Verfügbarkeit von Medikamenten, Technologien und Therapien zur Verbesserung von Alterungsprozesses, altersbedingten Krankheiten und gesunder Langlebigkeit.

Im Einzelnen:

• Entwicklung von Kriterien für eine wissen-schaftliche Evaluierung der Wirksamkeit und Sicherheit geroprotektiver Therapien.
• Erleichterung von Testverfahren in silico und im Tiermodell sowie für ethische und sichere Studien solcher Therapien am Menschen.
• Bereitstellung und Sicherstellung geroprotektiver Therapien im Status als Hilfsmittel und lebensverlängernde Therapie.
• Die Verkürzung der Genehmigungs-verfahren für Therapien mit hohem Wirksamkeitsnachweis in präklinischen und frühen klinischen Studien sowie ihre Anwendung in Fällen weit fortgeschrittener Degeneration und aussichtsloser Prognosen.
• Erteilung besonderer Anerkennung, Status und Vorteilen für gewerbliche und öffentliche Einrichtungen die auf diesen Gebieten in Forschung und Entwicklung tätig sind.

3. Institutionen:

Auf- und Ausbau nationaler und internationaler Koordinierungs- und Beratungsstrukturen, Programmen und Institutionen, zur Förderung von Forschung, Entwicklung und Bildung zur Biologie des Alterns und damit verbundenen Krankheiten. Ebenso wie die Entwicklung von klinischen Leitlinien zur Modulation von Alterungsprozessen und den damit verbundenen alterungsbedingten Krankheiten zur Erhöhung der gesunden Lebensspanne der Bevölkerung.

Im Einzelnen:

• Einführung von spezialisierten Kursen zur Biogerontologie als integraler Bestandteil der universitären Lehre und Forschung.
• Entwicklung und Verbreitung geroprotektiver Therapien, basierend auf bestmöglicher vorhandener wissenschaftlicher Evidenz als Teil verbindlicher Gesundheitsempfehlungen.
• Schaffung von kooperativen Exzellenzzentren für Grundlagen-, Translations- und Anwendungsforschung, zusammen mit Zentren für strategische Analyse, Prognose, Bildung und Policy-Entwicklung für Alters- und Langlebigkeitsforschung an akademischen Institutionen sowie nationalen und internationalen Regierungsorganisationen.

Diese Maßnahmen dienen dazu, die durch den Alterungsprozess entstehende wirtschaftliche Belastung zu minimieren und die Belastungen des Alterns und der beteiligten Angehörigen zu mindern.

Positiv gesehen können die Maßnahmen, bei hinreichender Förderung, zur Erhöhung der gesunden Lebensspanne älterer Menschen beitragen, die Zeitspanne ihrer Produktivität und sozialen Interaktion erhöhen sowie zur Verbesserung ihrer Lebensfreude, ihres Lebenssinns, der Chancengleichheit und des Lebenswerts beitragen.

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