Nobuaki Nagashima war Mitte zwanzig, als er das Gefühl hatte, dass sein Körper zusammenbricht. Er war in Hokkaido, der nördlichsten Präfektur Japans, stationiert, wo er 12 Jahre lang als Angehöriger des Militärs fleißig Trainingsübungen im Schnee absolviert hatte. Es passierte Stück für Stück – Katarakte im Alter von 25 Jahren, Schmerzen in der Hüfte mit 28, Hautprobleme am Bein mit 30.

Mit 33 wurde bei ihm das Werner-Syndrom diagnostiziert, eine Krankheit, die den Körper zu schnell altern lässt. Sie äußert sich unter anderem in Falten, Gewichtsverlust, ergrauendem Haar und Glatzenbildung. Es ist auch bekannt, dass es zu Arterienverkalkung, Herzversagen, Diabetes und Krebs führen kann.

Ich treffe Nagashima im weißen Licht eines Zimmers des Universitätskrankenhauses von Chiba, etwa 25 Meilen westlich von Tokio. Eine graue Zeitungsmütze bedeckt seinen haarlosen, mit Leberflecken gesprenkelten Kopf. Seine Augenbrauen sind bis auf ein paar Strähnen ausgedünnt. Eine schwarz umrandete Brille hilft ihm bei seiner schwindenden Sehkraft, seine Hüftgelenke – die nach einer Arthritis durch künstliche ersetzt wurden – schmerzen, wenn er aufsteht und langsam durch den Raum geht. Diese Beschwerden könnte man bei einem 80-Jährigen erwarten. Aber Nagashima ist erst 43 Jahre alt.

Er erzählt mir, dass er seit seiner Diagnose immer wieder im Krankenhaus war. Sein sich verschlechternder Gesundheitszustand zwang ihn, das Militär zu verlassen. Nagashima hat fünf oder sechs Operationen hinter sich, von den Zehen über die Hüften bis zu den Augen, um altersbedingte Beschwerden zu behandeln. Seit der ersten Diagnose hat er 15 Kilogramm abgenommen. Er braucht einen Gehstock, um mehr als ein paar Meter zurückzulegen, und hat einen Aushilfsjob im Rathaus. Wenn es sein Körper zulässt, geht er ins Büro, wenn nicht, arbeitet er von zu Hause aus.

Er erinnert sich, wie er nach seiner Diagnose nach Hause fuhr und vor sich hin weinte. Als er es seinen Eltern erzählte, entschuldigte sich seine Mutter dafür, dass sie keinen stärkeren Menschen zur Welt gebracht hatte. Aber sein Vater sagte ihm, wenn er diese Krankheit aushalten könne, sei er tatsächlich stark, und vielleicht würden Wissenschaftler von ihm lernen und Erkenntnisse gewinnen, die anderen helfen könnten.

Abgesehen von den X- und Y-Geschlechtschromosomen erben wir zwei Kopien von jedem Gen in unserem Körper – eine von unserer Mutter und eine von unserem Vater. Das Werner-Syndrom ist eine so genannte autosomal rezessive Störung, d. h. es tritt nur auf, wenn eine Person eine mutierte Version eines Gens namens WRN von beiden Eltern erbt.

Nagashimas Eltern altern normal. Sie haben jeweils eine funktionale Kopie von WRN, so dass ihre Körper keine Symptome der Krankheit zeigen. Er hatte jedoch das Pech, zwei mutierte WRN-Kopien erhalten zu haben. Seine Großeltern leben noch und es geht ihnen so gut, wie man es von einem Paar in den 90ern erwarten kann, und die Familie weiß nichts von anderen Werner-Fällen in ihrer Familiengeschichte.

WRN wurde erst 1996 entdeckt, und seitdem gab es nur wenige Fälle von Werner. Im Jahr 2008 gab es weltweit nur 1.487 dokumentierte Fälle, davon 1.128 in Japan.

Damit es nicht den Anschein hat, dass es sich um eine ausschließlich japanische Erkrankung handelt, geht George Martin, Co-Direktor des Internationalen Registers für das Werner-Syndrom an der University of Washington, davon aus, dass die Zahl der tatsächlichen Fälle weltweit etwa siebenmal höher ist als die heute verzeichneten Zahlen. Er sagt, dass die meisten Fälle in der Welt weder Ärzten noch Registern bekannt sind.

Das große Ungleichgewicht bei den japanischen Fällen führt er auf zwei Faktoren zurück. Erstens, die Berge und Inseln der japanischen Landschaft und die isolierende Wirkung, die dies im Laufe der Geschichte auf die Bevölkerung hatte – Menschen in isolierteren Regionen hatten in der Vergangenheit eher die Möglichkeit, Kinder mit jemandem zu bekommen, der ihnen genetisch ähnlicher war. Ein ähnlicher Effekt ist auf der italienischen Insel Sardinien zu beobachten, auf der es ebenfalls eine Häufung von Werner-Fällen gibt. Zweitens bedeutet die verblüffende Art der Erkrankung und die größere Häufigkeit ihres Auftretens in Japan (schätzungsweise einer von einer Million Menschen weltweit, aber einer von 100.000 in Japan), dass das japanische medizinische System mehr als die meisten anderen auf das Auftreten des Werner-Syndroms aufmerksam wird.

Im Universitätskrankenhaus von Chiba liegen Aufzeichnungen von insgesamt 269 klinisch diagnostizierten Patienten vor, von denen 116 noch leben. Eine von ihnen ist Sachi Suga, die sich nur noch in einem Rollstuhl fortbewegen kann. Ihre Muskeln sind so schwach, dass sie nicht mehr in die Badewanne hinein- und herausklettern kann, was es schwierig macht, die japanische Praxis des „Uro“ aufrechtzuerhalten, das Ritual, sich jeden Abend in einer tiefen Wanne mit dampfendem heißem Wasser zu entspannen. Früher hat sie regelmäßig das Frühstück für sich und ihren Mann zubereitet, aber jetzt kann sie nicht mehr länger als ein oder zwei Minuten am Stück am Herd stehen. Sie ist dazu übergegangen, am Vorabend eine schneller zuzubereitende Misosuppe zu kochen, die er isst, bevor er um 5.30 Uhr zur Arbeit geht.

Suga, die wie eine Waife mit einer kurzen schwarzen Perücke aussieht, hat winzige Handgelenke, die so zart sind wie Glas, und sie spricht mit mir in einem heiseren, kehligen Flüsterton. Sie erzählt mir von der Haushaltshilfe, die sie dreimal pro Woche besucht, um ihr zu helfen, ihre mit Geschwüren übersäten Beine zu bandagieren. Sie hat schreckliche Rücken- und Beinschmerzen. „Es tat so weh, dass ich mir die Beine abschneiden wollte.“ Doch das Positive ist, dass die 64-Jährige die durchschnittliche Lebenserwartung von etwa 55 Jahren für Menschen mit Werner-Syndrom längst übertroffen hat.

Nur eine Handvoll Menschen mit Werner-Syndrom besuchen derzeit Chiba. Vor kurzem haben sie eine Selbsthilfegruppe gegründet. „Sobald unsere Gespräche begannen, vergaß ich die Schmerzen völlig“, sagt Suga. Nagashima sagt, dass die Treffen oft mit der gleichen Frage enden: „Warum habe ich diese Krankheit?“

Wenn man die 23 Chromosomenpaare in einer Zelle enträtseln würde, käme man auf etwa zwei Meter DNA. Diese DNA ist auf einen Raum von etwa einem 10.000stel dieses Abstands zusammengefaltet – weitaus kompakter als selbst das engste Origami-Design. Diese Verdichtung geschieht mit Hilfe von Proteinen, die Histone genannt werden.

DNA und die Histone, die sie zusammenpacken, können chemische Markierungen erhalten. Diese verändern nicht die zugrundeliegenden Gene, aber sie haben die Macht, die Aktivität eines Gens zu unterdrücken oder zu verstärken. Wo die Markierungen gesetzt werden oder welche Form sie annehmen, scheint von unseren Erfahrungen und unserer Umwelt beeinflusst zu werden – zum Beispiel als Reaktion auf Rauchen oder Stress. Einige scheinen dem Zufall geschuldet zu sein oder sind das Ergebnis einer Mutation, wie bei Krebs. Die Wissenschaftler nennen diese Landschaft von Markierungen das Epigenom. Wir wissen noch nicht genau, warum unsere Zellen diese epigenetischen Markierungen anbringen, aber einige von ihnen scheinen mit dem Altern zusammenzuhängen.

Steve Horvath, Professor für Humangenetik und Biostatistik an der Universität von Kalifornien, Los Angeles, hat eine Art dieser Markierungen, die so genannten Methylierungsmarkierungen, verwendet, um eine „epigenetische Uhr“ zu erstellen, die, wie er sagt, über die äußeren Zeichen des Alterns wie Falten oder graue Haare hinausgeht, um genauer zu messen, wie biologisch alt man ist. Die Markierungen können aus Blut-, Urin-, Organ- oder Hautgewebeproben abgelesen werden.

Horvaths Team analysierte Blutzellen von 18 Menschen mit Werner-Syndrom. Es war, als ob die Methylierungsmarkierung im Schnelldurchlauf ablief: Die Zellen hatten ein deutlich höheres epigenetisches Alter als die einer Kontrollgruppe ohne Werner-Syndrom.

Die genetischen Informationen von Nagashima und Suga sind Teil einer Datenbank der Universität Chiba. Außerdem gibt es eine japanweite Datenbank zum Werner-Syndrom und ein internationales Register an der University of Washington. Diese Register geben den Forschern Aufschluss darüber, wie unsere Gene funktionieren, wie sie mit dem Epigenom interagieren und wie dies mit dem Altern als Ganzes zusammenhängt.

Wissenschaftler wissen jetzt, dass WRN der Schlüssel dazu ist, wie die gesamte Zelle, wie unsere gesamte DNA funktioniert – beim Lesen, Kopieren, Entfalten und Reparieren. Eine Störung von WRN führt zu einer weit verbreiteten Instabilität im gesamten Genom. „Die Integrität der DNA wird verändert, und es kommt zu mehr Mutationen, mehr Deletionen und Aberrationen. Das ist überall in den Zellen zu beobachten“, sagt George Martin. „Große Teile werden herausgeschnitten und neu angeordnet.“ Die Anomalien befinden sich nicht nur in der DNA, sondern auch in den epigenetischen Markierungen, die sie umgeben.

Die Millionen-Dollar-Frage ist, ob diese Markierungen Abdrücke von Krankheiten und Alterung sind oder ob die Markierungen Krankheiten und Alterung – und letztlich den Tod – verursachen. Und wenn letzteres der Fall ist, könnte die Bearbeitung oder Entfernung epigenetischer Markierungen einen Teil des Alterns oder altersbedingter Krankheiten verhindern oder umkehren?

Bevor wir diese Frage überhaupt beantworten können, wissen wir relativ wenig über die Prozesse, durch die epigenetische Markierungen tatsächlich hinzugefügt werden und warum. Für Horvath sind Methylierungsmarkierungen wie das Zifferblatt einer Uhr, nicht unbedingt der zugrunde liegende Mechanismus, der sie zum Ticken bringt. Andere Forscher haben weitere Einblicke unter die Oberfläche erhalten.

In den Jahren 2006 und 2007 veröffentlichte der japanische Forscher Shinya Yamanaka zwei Studien, in denen er feststellte, dass das Einfügen von vier spezifischen Genen – jetzt Yamanaka-Faktoren genannt – in jede erwachsene Zelle diese in einen früheren, embryonalen Zustand, eine Stammzelle, zurückversetzen kann, aus der sie dann in jede andere Art von Zelle verwandelt werden kann. Diese Methode, für die Yamanaka den Nobelpreis erhielt, ist zu einer Triebfeder der Stammzellenforschung geworden. Das Interessante daran war jedoch, dass das epigenetische Alter der Zellen vollständig auf ein vorgeburtliches Stadium zurückgesetzt wurde, so dass die epigenetischen Markierungen ausgelöscht wurden.

Forscher wiederholten Yamanakas Experimente an Mäusen mit dem so genannten Hutchinson-Gilford-Progerie-Syndrom, das ähnliche Symptome wie Werner aufweist, aber nur Kinder betrifft (Werner wird manchmal auch als Erwachsenen-Progerie bezeichnet). Bemerkenswerterweise verjüngten sich die Mäuse kurzzeitig, aber sie starben innerhalb weniger Tage. Die vollständige Umprogrammierung der Zellen hatte auch zu Krebs und zum Verlust der Funktionsfähigkeit der Zellen geführt.

Im Jahr 2016 gelang es dann Wissenschaftlern am Salk Institute in Kalifornien, die Zellen von Mäusen mit Progerie mit einer geringeren Dosis der Yamanaka-Faktoren für einen kürzeren Zeitraum teilweise umzuprogrammieren. Die vorzeitige Alterung verlangsamte sich bei diesen Mäusen. Sie sahen nicht nur gesünder und lebendiger aus als Progerie-Mäuse, die nicht behandelt worden waren, sondern ihre Zellen wiesen auch weniger epigenetische Markierungen auf. Außerdem lebten sie 30 Prozent länger als die unbehandelten Mäuse. Als die Forscher die gleiche Behandlung bei normal alternden Mäusen anwandten, verjüngten sich auch deren Bauchspeicheldrüsen und Muskeln.

Die gleichen Wissenschaftler setzen auch die Gen-Editing-Technologie bei Mäusen ein, um andere epigenetische Markierungen hinzuzufügen oder zu entfernen und zu sehen, was passiert. Sie versuchen auch, die Histonproteine zu verändern, um herauszufinden, ob sich dadurch die Aktivität von Genen verändern lässt. Einige dieser Techniken haben bereits Ergebnisse bei der Umkehrung von Diabetes, Nierenerkrankungen und Muskeldystrophie bei Mäusen gezeigt. Das Team versucht nun, ähnliche Experimente an Nagetieren durchzuführen, um zu sehen, ob sie die Symptome von Arthritis und der Parkinsonschen Krankheit verringern können.

Die große Frage bleibt: steht das Verschwinden der epigenetischen Markierungen im Zusammenhang mit der Umkehrung der Zellentwicklung – und möglicherweise der Alterung der Zelle – oder ist es ein unabhängiger Nebeneffekt? Die Wissenschaftler versuchen immer noch zu verstehen, wie Veränderungen der epigenetischen Markierungen mit dem Altern zusammenhängen und wie Yamanaka-Faktoren in der Lage sind, altersbedingte Zustände umzukehren.

Horvath sagt, dass es aus epigenetischer Sicht klare Gemeinsamkeiten beim Altern in vielen Regionen des Körpers gibt. Die epigenetische Alterung im Gehirn ähnelt der in der Leber oder der Niere und zeigt ähnliche Muster von Methylierungsmarkierungen. Wenn man es anhand dieser Markierungen betrachtet, so Horvath, „ist das Altern eigentlich ziemlich einfach, weil es in verschiedenen Organen in hohem Maße reproduzierbar ist.“

Die Idee, die epigenetische Uhr zurückzusetzen oder neu zu programmieren, wird fieberhaft verfolgt, so Horvath. Er sieht darin ein riesiges Potenzial, sagt aber auch, dass es sich wie ein Goldrausch anfühlt. „

Jamie Hackett, Molekularbiologe am Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie in Rom, sagt, die Aufregung rühre von der Vorstellung her, dass man Einfluss auf seine Gene nehmen könne. Früher hatte man das fatalistische Gefühl, dass man mit dem, was einem gegeben wurde, feststeckt und nichts dagegen tun kann.

Zurück im Krankenhauszimmer in Chiba zieht Nagashima einen seiner hohen Turnschuhe aus, die er mit Einlagen gepolstert hat, um das Gehen erträglicher zu machen.

Er erzählt mir von seiner früheren Freundin. Sie hatten heiraten wollen. Sie war nach seiner Diagnose verständnisvoll und machte sogar einen Gentest, damit sie sicher sein konnten, dass sie die Krankheit nicht an ihre Kinder weitergeben würden. Aber als ihre Eltern von seiner Krankheit erfuhren, waren sie dagegen. Die Beziehung endete.

Er hat jetzt eine neue Freundin. Er will sie zu seiner Lebensgefährtin machen, sagt er mir, aber dazu muss er den Mut aufbringen, ihre Eltern um Erlaubnis zu bitten.

Nagashima zieht eine braune Socke herunter und enthüllt einen weißen Verband, der um die Sohle seines geschwollenen Fußes und Knöchels gewickelt ist. Darunter ist seine Haut rau und zeigt rote Geschwüre, die von seiner Krankheit herrühren. „Itai“, sagt er. Das tut weh. Dann lächelt er. „Gambatte“, sagt er – ich werde es aushalten.

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