Tohoku-KI-Studie identifiziert Pbx1 als Alterungs-Hub in Blutstammzellen

Forschende der Universität Tohoku haben mithilfe von Künstlicher Intelligenz Pbx1 als zentralen regulatorischen Knotenpunkt identifiziert, der die Alterung blutbildender (hämatopoetischer) Stammzellen antreibt. Die am 22. August 2026 in Science Advances veröffentlichte Studie kombiniert das KI-Modell Geneformer mit Multi-Omics-Analysen und Transplantationsexperimenten und wirft damit neues Licht auf die Frage, warum die Blutbildung im Alter aus dem Gleichgewicht gerät und wie alternde Stammzellen altersbedingte Bluterkrankungen mitverursachen.

Die Analyse einzelner hämatopoetischer Stammzellen (HSCs) aus Mäusen unterschiedlichen Alters zeigte, dass gealterte Stammzellen zwei Genprogramme gleichzeitig aktivieren: eines, das einen ausgeprägt unreifen Stammzellzustand aufrechterhält, und eines, das die Zellen auf die Bildung von Thrombozyten vorbereitet. Diese Veränderungen entwickelten sich über die gesamte Lebensspanne hinweg schrittweise und nicht abrupt im hohen Alter. Das Team setzte Geneformer ein, ein KI-Modell, das auf Genexpressionsdaten aus rund 30 Millionen Zellen vortrainiert wurde und zusätzlich mit rund 160.000 jungen und gealterten Blutstamm- und Progenitorzellen weitertrainiert wurde, um vorherzusagen, welche Gene junge Stammzellen in Richtung eines gealterten Zustands verschieben können. Die KI reduzierte 143 Kandidatengene auf einen zentralen Kontrollpunkt: den Genregulator Pbx1.

Eine Erhöhung von Pbx1 in jungen Stammzellen reproduzierte viele Merkmale gealterter Zellen; bis zu 73,3 Prozent der von Pbx1 aktivierten Gene waren auch in natürlich gealterten HSCs erhöht. Nach Transplantation bildeten die Pbx1-modifizierten Zellen weniger rote Blutkörperchen und relativ mehr Thrombozyten, was teilweise darauf zurückgeht, dass Pbx1 ein weiteres Gen, Gata1, unterdrückt. Seniorautor Keiyo Takubo ordnete gealterte Blutstammzellen weniger als bloß funktionsverlorene Zellen, sondern als Zellen ein, die in einen anderen, stabilen Zustand mit eigenen Charakteristika übergehen. Künftige Arbeiten sollen klären, ob derselbe Mechanismus auch beim Menschen wirkt und welche Rolle er bei Anämie, Thrombose, klonaler Hämatopoese und Bluterkrankungen spielt.

Das kommerzielle Signal ist eine zunehmende Konvergenz von KI-Wirkstoffforschung und zellulärer Alterungsforschung mit erheblichen Auswirkungen auf therapeutische Pipelines für altersbedingte Bluterkrankungen. Pbx1 rückt als neuartiges Zielmolekül in den Märkten für Anämie, Thrombose und klonale Hämatopoese in den Fokus. Zu erwarten ist, dass Longevity-Spezialisten wie Altos Labs, Unity Biotechnology und Retro Biosciences sowie Anbieter im Bereich Bluterkrankungen wie Bristol Myers Squibb, Vertex und Bluebird Bio ihre Positionierung im Verlauf von 2027 nachschärfen werden.

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