Ernährungsforscher Johan Auwerx untersucht an der EPFL mit modernen, molekularbiologischen Methoden, wie sich Stoffwechselprozesse auf die Gesundheit und das Altwerden auswirken. «Ziel ist es, körperlich so lange wie möglich jung zu bleiben», so der EPFL-Professor, der 2016 mit dem Prix Marcel Benoist ausgezeichnet wurde.

Die Ehrung mit dem prestigeträchtigen Schweizer Wissenschaftspreis hat Johan Auwerx überrascht: «Das ist eine schöne Anerkennung der Forschung, die ich hier in der Schweiz seit neun Jahren betreibe», sagt der Belgier. Der wichtigste Unterschied zwischen der heutigen Welt und derjenigen vor 150 Jahren seien nicht etwa die Flugzeuge, die Nuklearwaffen oder das Internet, meint der Wissenschaftler: «Es ist die Lebensdauer.» Die durchschnittliche Lebenserwartung ist von 40 auf fast 80 Jahre gestiegen. «Früher hatten wir ein Leben, jetzt sind es zwei.» Und mit dem zweiten beginnen die Krankheiten.

Träger des Marcel-Benoist-Preises 2016: Johan Auwerx, Professor an der EPFL. (Fotos: Kellenberger Kaminski Photographie)

Das Rezept von Johan Auwerx für mehr Lebensqualität nach 50: «Halten Sie Ihre Mitochondrien gut in Form.» Die Mitochondrien sind die Kraftwerke der Körperzellen – Bakterien innerhalb unserer Zellen, zuständig für die Energieproduktion. Sie liefern die Energie, damit das Herz schlägt, die Muskeln sich zusammenziehen und Gehirn oder Magen funktionieren. Die nur etwa einen Mikrometer (Millionstel Meter) grossen Organelle kommen in gleicher Weise in fast allen menschlichen, tierischen und pflanzlichen Zellen vor. Auwerx und seine Forschungsgruppe an der EPFL untersuchen die Signalnetzwerke, welche die Funktion der Mitochondrien steuern und dadurch den Stoffwechsel bei Gesundheit, Alterung und Krankheit regulieren.

«Es gibt nur ein Organell in unserem Körper, das ständig arbeiten muss – das Mitochondrium», erklärt der Wissenschaftler, «denn ohne Energie funktioniert gar nichts.» Der dauernde Stress führt zur Degeneration der Mitochondrien, wie die Forschenden anhand von Studien an Fadenwürmern und Mäusen zeigten. Unter dem Mikroskop lässt sich verfolgen, wie junge, nur ein Tag alte Würmer zappeln, während zehn Tage alte Exemplare sich kaum mehr bewegen, «wie ein 80-jähriger, der auch nicht mehr im Garten spielt», erklärt Johan Auwerx.

Den Motor vergrössern

Der Wissenschaftler liest gern historische Schriften und erzählt, wie der italienische Humanist Luigi Cornaro bereits im 15. Jahrhundert entdeckt hatte, dass wenig essen gesund ist. «Drosselt man die Kalorienzufuhr, sind die Mitochondrien aktiver», weiss Auwerx. Dies bestätigten Versuche mit Mäusen. Dabei lebten die Tiere mit den aktiven Mitochondrien nicht nur länger, sie wurden zudem nicht krank. Was für die Mäuse gilt, trifft auch beim Menschen zu, ist Johan Auwerx überzeugt, «mit aktiveren Mitochondrien arbeitet alles besser – von der Leber über die Muskeln bis zum Gehirn». Und sogar Depressionen würden ausbleiben, wie man kürzlich entdeckt habe.

Prüfung einer Kultur von Muskelstammzellen.

Doch einfach weniger essen, ist kaum praktikabel. Die Forschenden verfolgen deshalb andere Strategien, um die Aktivität der Mitochondrien zu steigern. Naheliegend ist die Biogenese. «Das heisst, man produziert mehr neue Mitochondrien», erklärt Johan Auwerx und vergleicht das Vorgehen mit dem Ersatz einer Ente durch einen BMW. «Damit fährt man besser, länger und schneller.» In ihren Studien konnten die Forschenden zeigen, dass zwei natürlich vorkommende Substanzen die Bildung neuer Mitochondrien bei Fadenwürmern und Mäusen ankurbelten. «Diese Verbindungen vergrössern also den Motor», so der Wissenschaftler. Die eine namens Resveratrol ist ein Bestandteil von Rotwein, während die andere, Nicotinamide-Riboside, dem Vitamin B3 gleicht und in der Milch enthalten ist.

Allerdings experimentierten die Forschenden mit viel höheren Dosen, als sie natürlich vorkommen. «Sie müssten pro Tag 50 000 Flaschen Rotwein trinken, um einen Effekt zu erreichen», sagt Johan Auwerx. Das Gleiche gilt für Nicotinamide-Riboside in der Milch. «Wir arbeiten oft mit natürlichen Produkten, doch so wie sie in der Nahrung vorkommen, lässt sich keine grosse Wirkung erzielen.» Deshalb extrahieren die Forschenden die Verbindungen und synthetisieren die aktiven Bestandteile, um sie dann höher dosiert einzusetzen. Nach den erfolgreichen Tierversuchen sind nun klinische Studien geplant. Die Forschenden vermuten, dass sich Nicotinamie-Riboside zur Behandlung von jungen Menschen eignen könnte, die an der Muskelkrankheit Duchenne leiden. «Heilen können wir die Krankheit nicht, aber vielleicht lässt sich der Abbau der Muskelfunktion hinausschieben», sagt der Wissenschaftler.

Nach Nietzsche und Rasputin

Mit einer zweiten Strategie zur Aktivierung der Mitochondrien orientiert sich Johan Auwerx an Friedrich Nietzsches Spruch «Was mich nicht umbringt, macht mich stärker». Auch der russische Wanderprediger Grigori Rasputin sei ein Beispiel. Dieser soll mehrere Giftattacken überlebt haben. «Wir haben heute überall Antibiotika, die Superbakterien erzeugen, die gegen alles resistent sind», sagt der Forscher, «Mitochondrien sind ebenfalls Bakterien, die man mit Hilfe von Antibiotika resistenter machen kann.» Ein Konzept, das in der Fachwelt anfänglich auf Kritik stiess. Der EPFL-Professor gibt zu: «Es scheint der Intuition zu widersprechen, da wir ja eigentlich Gift verwenden. Doch es funktioniert bei Würmern und Mäusen.»

Matteo Cornaglia untersucht Fadenwürmer als Versuchstiere.

Nun bereitet die Forschungsgruppe klinische Tests an Menschen vor. Heikel ist dabei die Dosierung der Antibiotika, denn als wirksam erwies sich jene Klasse von Substanzen, die besonders toxisch sind. Das Argument, dass sich Resultate aus Tierversuchen nicht auf den Menschen übertragen lassen, lässt Johan Auwerx in diesem Fall nicht gelten. Wir hätten zwar viele Proteine in unserem Körper, die bei der Maus nicht vorkämen, da könne dieses Argument zutreffen. «Doch die Mitochondrien sind im Laufe der Evolution von primitiven Organismen bis zum Menschen erhalten geblieben», so der Wissenschaftler, «das macht unsere Forschung so vorhersagbar.»

Recycling dank Granatäpfeln

Neben der Produktion von mehr oder stärkeren Mitochondrien hat das EPFL-Team eine dritte Strategie gegen das Altern entwickelt: Das Recycling der beschädigten Organelle. Wenn im Laufe des Lebens Mitochondrien beschädigt werden, entstehen dabei schädliche Nebenprodukte. Für die Entdeckung von Mechanismen zum Abbau und Recycling von Zellkomponenten wurde der Japaner Yoshinori Ohsumi 2016 mit dem Medizinnobelpreis geehrt. Diese sogenannte Autophagie nach griechisch «auto» (selbst) und «phagein» (essen) findet auch in den Mitochondrien statt. Bei der Mitophagie werden beschädigte Mitochondrien beseitigt und als Bausteine für neue Organelle benutzt.

Mit einer natürlich vorkommenden Verbindung lässt sich der Prozess unterstützen, wie die Forschenden in Lausanne herausgefunden haben. Die Substanz ist in einer Frucht enthalten, die seit dem Altertum als Symbol der Fruchtbarkeit gilt – im Granatapfel. «Mit dem Extrakt lebten die Würmer länger und die Mäuse besser», erzählt Johan Auwerx. Die Verbindung steckt allerdings nicht in den roten Kernen, sondern in der sie umgebenden weissen Haut oder Schale.

Man müsste also Granatapfelsaft trinken, um etwas davon abzubekommen. Doch auch hier übersteigt die Dosis in den Experimenten das natürliche Aufnahmevermögen bei weitem. Zudem braucht es ein bestimmtes Bakterium im Darm, das die richtige Komponente freisetzen kann. «Nur die Hälfte der Menschen besitzen dieses Bakterium», erklärt Auwerx. Ob er selbst dazu gehört, hat er nicht getestet. «Ich nehme keines von diesen Mitteln, auch keine anderen Nahrungsergänzungsmittel», sagt der 58-jährige, «ich fühle mich gut, und gesunde Ernährung reicht für mich zurzeit aus. Vielleicht ändert sich das, wenn ich etwas älter bin.»