Autoren: Svetlana Bozrova, Mikhail Batin, Ilya Klabukov
Übersetzung: Natalia Sevcenko
Korrektur: Alexandra Gürtler

Investitionen der Europäischen Union in die Alternsforschung

Die Erforschung von Alterungsmechanismen, sowie der Mechanismen, die zur Entstehung von altersbedingten Krankheiten führen, basiert in der EU auf paneuropäischen wissenschaftlichen Programmen. Dieses System funktioniert auch in Deutschland, dem Land mit der größten wissenschaftlichen Gemeinschaft in Europa [1]. Zu den größten derartiger Programme gehört das für die Jahre 2014-2022 ausgelegte Horizon 2020. Außerdem werden solche Forschungsprojekte durch Zuschüsse von Bundesregierungen, öffentlichen Organisationen und privaten Investitionen finanziert.

Schätzung der Gesamtausgaben für Grundlagenforschung

Eine Schätzung der Gesamtausgaben für Grundlagenforschung und Entwicklung kann anhand der folgenden Quellen ermittelt werden:

1. Das paneuropäische Forschungsprogramm „Horizon 2020“ [2] mit der Gesamtfinanzierung von 85 Mrd. € für den Zeitraum zwischen 2014 und 2023. Bis zum 20.12.2020 wurden 31.147 Forschungsprojekte mit einer Gesamtsumme von 72 Mrd. € gefördert.
2. Zusätzlich zum „Horizon 2020“, Förderung aus 19 verschiedenen Programmen der Europäischen Kommission und nationaler Regierungen [3];
3. Die Max-Planck-Gesellschaft verbindet 86 Institute und wissenschaftliche Zentren in Deutschland. Die jährliche Finanzierung deren Projekte beträgt 2,4 Mrd. € (2018) [4];

Nach unterschiedlichen Schätzungen, wird die Alternsforschung in Europa von 61 großen Forschungszentren vorangetrieben, darunter zählen 10 Institute zur Max-Planck-Gesellschaft [5].

Schätzung der Gesamtkosten der Alternsforschung

Um den Anteil der Ausgaben für die Alternsgrundlagenforschung abzuschätzen, beziehen wir uns auf die Daten des Programms Horizon 2020, da dieses Programm multidisziplinär und europaweit angelegt ist und Informationen über alle geförderten Projekte öffentlich zur Verfügung stellt.

Seit 2014 wurden in diesem Rahmen insgesamt 72 Mrd. € in die  31.147 Forschungsprojekte investiert [6]. Darunter widmeten sich 467 Projekte, die mit 1,05 Mrd. € zwischen 2014 und 2022 gefördert wurden (1,5 % der Gesamtkosten des Programms), der Problematik der Erforschung des Alterns, altersbedingten Krankheiten und sozialer Anpassung älterer Menschen, darunter waren 66 Projekte im Bereich der Erforschung systemischer Alterungsmechanismen mit insgesamt 101 Mio. € (bzw. 0,14 % der gesamten Forschungsausgaben im Rahmen von „Horizon 2020“) tätig.

Eine Übersicht über alle Projekte von „Horizon 2020“ (Name, Abstract, Finanzierung) kann unter diesem Link eingesehen werden.

Abbildung 1. Struktur der Ausgaben von Horizon 2020 (1,05 Mrd. €) im Bereich der Alternsforschung, altersbedingter Krankheiten und sozialer Anpassung im Alter.

Am stärksten wurde die Erforschung altersbedingter Krankheiten sowie molekularer und zellulärer Alterungsmechanismen finanziert. An der zweiten Stelle stand die Behandlung von altersbedingten chronischen Krankheiten (neurodegenerativen Krankheiten ausgenommen). An dritter Stelle stand die Erforschung der  Entstehungsmechanismen der neurodegenerativen Erkrankungen. An vierter Stelle standen die Ausgaben für die Erforschung der systemischen Mechanismen des Alterns, die sich auf 10 % (oder 101 Mio. €) beliefen.

Im Folgenden listen wir die größten Projekte in diesem Bereich. 

Projekte

The Human Brain Project (88 Mio. €) das größte Projekt, das sich mit der Untersuchung und Modellierung wichtiger Hirnfunktionen befasst. Darunter werden Mustererkennung, Slow-Wave-Aktivität, episodisches Gedächtnis und das Phänomen des Bewusstseins bei Nagetieren und Menschen untersucht sowie die  Merkmale kognitiver Hirnstrukturen studiert.

Das Projekt Amyloid Imaging to Prevent Alzheimer’s Disease (27 Mio. €) widmet sich der Darstellung von β-Amyloid-Ablagerungen mittels Positronen-Emissions-Tomographie.

Das Projekt Inflammation and AD: modulating microglia function focussing on TREM2 and CD33 (18 Mio. €) fokussiert sich auf die Identifizierung von prädiktiven genetischen Markern für die Alzheimer-Krankheit in den Genen TREM2 und CD33, einschließlich der Gewinnung von Modellkulturen von Mikrogliazellen und Makrophagen, die aus iPS-Zellen von Patienten gewonnen werden.

Weitere wichtige Projekte sind Smart Big Data Platform to Offer Evidence-based Personalized Support for Healthy and Independent Living at Home (22 Millionen Euro) und Advancing Smart Optical Imaging and Sensing for Health (18,5 Millionen Euro). 

Ein weiteres Projekt Multidisciplinary Institute of Aging aus Portugal (15 Mio. €) hat zum Ziel, die Lebenserwartung der ärmsten Menschen in Südeuropa zu erhöhen.

Nur 6 Projekte (8,5 Mio. €) erforschen altersbedingte Faktoren bei onkologische Erkrankungen. Und dies obwohl  insgesamt 3,1 Mrd € bzw. 4,3 % der Investitionen des Programms in 2044 Projekte der onkologischen Forschung hineinfließen [7], [8].

Unter den Projekten im Bereich der alters-assoziierten chronischen Erkrankungen ist ein eineinhalbjähriges Mikroprojekt Antibody-mediated clearance of senescent cells for the treatment of chronic obstructive pulmonary disease (150.000 €) hervorzuheben. Dabei wird vorgeschlagen seneszente Zellen mit Hilfe von Antikörpern zu beseitigen. Diese Zellen sammeln sich mit zunehmendem Alter in Geweben an und tragen zu einer Reihe von altersbedingten Erkrankungen, einschließlich der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD), bei. In der Proof-of-Concept-Phase soll an einem speziell dafür entwickelten Mausmodell untersucht werden, ob die Entstehung und Weiterentwicklung von COPD mit Hilfe von Antikörpern verhindert werden kann, die für seneszente Zellen spezifisch sind.

Das Projekt Shaping the Mechano-Pharmacological properties of Microparticles and Extracellular Vesicles for the Treatment of Osteoarthritis (952 000 €) zielt auf die komplexe Behandlung von Osteoarthritis, wobei Hydrogel- und Polymer-Mikroträger intraartikulär verabreicht werden. Dabei werden über mehrere Wochen hinweg klinisch zugelassene Moleküle durch Mikroträger freigesetzt. Zu solchen Molekülen zählen Chemokin- und Metalloproteinase-Inhibitoren, die Degeneration des Gewebes stoppen, sowie Glykoproteine, Wachstumsfaktoren und extrazelluläre Vesikel, die von Stammzellen stammen und die Geweberegeneration fördern.

Das Projekt Non-coding RNA in Vascular Aging (1,5 Mio. €) erforscht die molekularen und zellulären Mechanismen des Alterns. In diesem Rahmen wird die Rolle der langen nicht-kodierenden RNA (lncRNA) bei der Alterung des Gefäßendothels untersucht.  Ziel des Projektes besteht darin, H19 IncRNA detailliert zu charakterisieren, sowie andere IncRNAs, die an der vaskulären Alterung beteiligt sind, zu identifizieren. Somit wird erhofft neue potentielle therapeutische Ziele zu definieren. 

Im Rahmen des Projektes The interaction and clearance of senescent vascular cells by the innate immune system der Aston University (UK) (183.000 €), werden die altersbedingten Veränderungen in der Interaktion zwischen seneszenten Gefäßzellen und Zellen der angeborenen Immunität untersucht. 

Insgesamt 156 Projekte mit einem Investitionsvolumen von 261 Mio. € befassen sich im Rahmen des Horizon 2020-Programms mit der Erforschung molekularer und zellulärer Mechanismen des Alterns.

Im Bereich der gesunden Langlebigkeit sticht das Projekt Physical Activity and Nutrition INfluences In Aging (PANINI) (2,9 Mio. €) hervor. Es stellt ein umfassendes Programm an der Universität von Birmingham dar, das die Auswirkungen von körperlicher Aktivität und Ernährung auf ein sehr breit definiertes Spektrum altersbedingter Veränderungen untersucht – von genetischen bis hin zu sozialen Auswirkungen. Ziele des Projektes sind: (1) Integration der Erfahrungen, Wissen und Technologien aus den biomedizinischen Grundlagenwissenschaften in die klinische Praxis, (2) Erschaffung von Werkzeugen für die Datenanalyse, sowie (3) Erarbeitung eines strategischen Leitfadens zur Förderung des gesunden Alterns in Europa.

Insgesamt sind wissenschaftliche Projekte im Bereich der gesunden Langlebigkeit im Rahmen des Programms Horizon 2020 durch 32 Projekte mit Gesamtkosten von 87,2 Mio. € vertreten. Im Bereich der öffentlichen Gesundheit können auch die Programme der europäischen Agentur CHAFEA hervorgehoben werden – nur 3 Programme in den Jahren 2015-2018 haben die soziale Anpassung älterer Menschen untersucht [9].

Das größte Projekt, was sich der systemischen Untersuchung der Alterung widmete war Systems biology of the individual stochastic timer of aging (€8.7 million), wobei die systemische Biologie des Alterns und alternder Zellen sowie die  Neurobiologie der Persönlichkeit experimentell untersucht wurden.

Das Projekt An integrated approach to dissect determinants, risk factors and pathways of aging of the immune system (5,9 Mio. €) widmet sich der Problematik altersbedingter Erkrankungen des Immunsystems.

Das Projekt The aging germ cell – biological pathways, risk factors and mechanisms underlying an increasing medical and socio-economic problem (5,4 Mio. €) untersucht Ursachen des altersbedingten Rückgangs der Keimzellenpopulation.

Das Projekt My Active and Healthy Aging (5,2 Mio. €) untersucht, ob die Verbesserung solcher Faktoren wie körperliche Aktivität, kognitive Fitness, psychologischer Zustand, soziale Ressourcen, Ernährung, Schlaf und das allgemeine Wohlbefinden, sich positiv auf das Risiko der Altersasthenie auswirken können. 

Das Projekt Transcription-replication conflicts in disease and development (1,5 Mio. €) zielt darauf ab, die physikalische Natur von Kreuzkonflikten zwischen DNA-Transkription und -Replikation zu untersuchen, die eine bedeutende endogene Quelle genetischer und epigenetischer Instabilität darstellen.

Das Projekt Deconstructing Aging: from molecular mechanisms to intervention strategies (2,5 Mio. €) ist darauf ausgerichtet, das Altern als systemischen Prozess zu erforschen und therapeutische Interventionen zu entwickeln, die die Lebenserwartung erhöhen. Vorgesehen sind In-vivo-Experimente an Mausmodellen, die eine vorzeitige Alterung darstellen, genomische und metagenomische Studien an kurz- und langlebigen Organismen sowie Funktionsanalysen von klinischen Proben, die sowohl von Progerie- als auch von Hundertjährigen-Patienten stammen. Das Projekt wird in dem Zeitraum 2017-2022 an der Universität von Oviedo (Spanien) durchgeführt.

Das Projekt Age-Selective Segregation of Organelles (1,5 Mio. €) hat zum Ziel, die selektive Segregation von Zellorganellen während der asymmetrischen Teilung somatischer Zellen zu untersuchen. So konnte gezeigt werden, dass Stammzellen des menschlichen Brustdrüsenepithels bei der Zellteilung chronologisch alte Mitochondrien asymmetrisch verteilen und die „alten“ Mitochondrien auf differenzierende Tochterzellen transferieren.

Das Projekt Tissue regeneration and aging: the decisive quiescent stem-cell state (2,5 Mio. €) zielt darauf ab, die Mechanismen der Aufrechterhaltung der intrazellulären Proteostase in Stammzellen. Das Projekt wird an der Universität von Pompeu Fabra (Spanien) durchgeführt.

Das Projekt Platform for rapidly mapping the molecular and systemic dynamics of aging  1,5 Mio. €) hat zum Ziel, die kausalen Zusammenhänge zwischen stochastischen molekularen Veränderungen und dem Erkrankungsrisiko zu kartieren. Das Projekt wird alle bekannten Faktoren charakterisieren, die die Lebensspanne von C.elegans beeinflussen.

Das Projekt MacroAutophagy and Necrotic Neurodegeneration in Aging (2,9 Mio. €) widmet sich der Untersuchung der organellen-spezifischen Autophagie in C. elegans, einschließlich der Mitophagie, Pexophagie und Nukleophagie, die evolutionär bedingt ist und die Lebenserwartung bestimmt.

Generell kann man aus der Analyse der Programme erkennen, dass die Forschung zu den grundlegenden Mechanismen des Alterns hauptsächlich durch Projekte mit einem Wert von 0,7 bis 2,5 Mio. € und einer Laufzeit von 5-7 Jahren vertreten ist [10].

Anmerkungen

Die Gesamtausgaben für F&E in den EU-Ländern betragen 337 Mrd. € oder 2,18 % des BIP (2018) [11]. Dabei machen die Ausgaben für angewandte wissenschaftliche Forschung seitens der Wirtschaft 59 % der gesamten F&E-Ausgaben aus (199 Mrd. €), die nationalen Staatsausgaben 29,8 % (100 Mrd. €), die Finanzierung aus ausländischen Mitteln – 9,2 % (31 Mrd. €), der Rest fiel auf die Ausgaben der Hochschulen und des privaten Sektors [12].

Die jährliche Finanzierung der Grundlagenforschung durch nationale Regierungen und Drittinvestoren kann auf ca. 18,7 Mrd. € geschätzt werden [13], was 220 % des Horizon 2020-Budgets entspricht. Unter der Annahme, dass die Finanzierungsprioritäten der nationalen F&E-Ausgaben mit den Prioritäten des Horizon 2020-Programms übereinstimmen, können die gesamten EU-Ausgaben für die Forschung der Alterung und altersbedingter Krankheiten auf ca. 300 Mio. € jährlich geschätzt werden, von denen nur 100 Mio. € auf Horizon 2020 entfallen. Unter Berücksichtigung der Investitionen aus der Wirtschaft und des nicht-staatlichen Sektors können die Gesamtausgaben für F&E im Bereich Altern  und altersbedingter Krankheiten auf 1 Mrd. € jährlich geschätzt werden. Das ist etwa dreimal weniger als die Kosten für die Krebsforschung.

So können die Gesamtausgaben für die Forschung zum Thema Altern und altersbedingte Krankheiten auf weniger als 0,3 % der Gesamtausgaben für F&E in der Europäischen Union geschätzt werden. Eine Erhöhung des Anteils der Ausgaben auf 1 % würde mindestens eine Verdreifachung der Mittel für diesen Bereich bedeuten.

Perspektiven

Das Budget für das neue EU-Forschungsprogramm für die Jahre 2021-2027 wird rund 95,5 Milliarden Euro betragen [14]. Diese Kosten werden um 30 % das aktuelle Programm Horizon 2020 übertreffen, was das neue Programm zu dem weltweit ambitioniertesten Forschungs- und Innovationsprogramm macht.

Gegenwärtig hat die EU verschiedene öffentliche Initiativen zur Förderung der biomedizinischen Forschung und Entwicklung ins Leben gerufen, unter denen zum Beispiel das European Covid-19 Recovery Program [15] hervorzuheben ist, das sich der Bekämpfung der Folgen der Pandemie widmet.

Vielversprechende Entwicklungsbereiche

Die in Deutschland gegründete Partei für Gesundheitsforschung [16] schlägt vor, den Anteil der Ausgaben für die Erforschung des Alterns und altersbedingter Krankheiten auf 1 % der gesamten europäischen Ausgaben für F&E zu erhöhen, was im Vergleich zum derzeitigen Niveau die Ausgaben für die Grundlagenforschung in diesem Bereich mindestens verdreifachen wird – auf bis zu 1 Mrd. € jährlich, was das Forschungsvolumen im Vergleich zum bisherigen Niveau um zusätzliche 700 Mio. € pro Jahr erhöht.

Die Mittel aus der zusätzlichen Förderung der Alternsforschung sollten für den folgenden Themenkomplex eingesetzt werden:

1. Erforschung der grundlegenden Mechanismen des Alterns. Solche Themen wie Inflammaging, Rolle der Mikrobiota, extrazelluläre Matrix, Mitochondrien, Stammzellen, etc. werden momentan im Rahmen der Alternsforschung untersucht. Die gewonnenen Daten sind jedoch noch nicht ausreichend und weitere Forschung ist dringend notwendig.
2. Erforschung der genetischen Aspekte der Alterung / Entwicklung von Methoden zur Verhinderung der genetischen Alterung. Solche Probleme wie Mutagenese (physiologisch induziert sowie spontan) und die Aktivität von Retrotransposons sind ernsthafte Probleme, die bei der Prävention der Gewebealterung angegangen werden müssen. Die Untersuchung von Methoden zur Erhöhung der Aktivität von Reparatursystemen und zur Verringerung des Ausmaßes der Mutagenese ist eines der wichtigsten Gebiete, dem besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden sollte, was u. a. die Bereitstellung zusätzlicher Mittel erfordert.
3. Erhaltung der Proteostase. Obwohl die Rolle von Proteostasestörungen bei Alterungskrankheiten derzeit recht gut erforscht ist, wissen wir immer noch nicht, wie man diese Störungen verhindern kann. Entwicklungen auf diesem Gebiet könnten zu Durchbrüchen auf dem Gebiet der neurodegenerativen und endokrinen Erkrankungen führen.
4. Prävention der Krebsentwicklung. Die Krebsentstehung ist ein sehr bedeutendes Problem, das altersassoziiert auftritt. Durch mehr Forschung könnte die Prävalenz dieser Erkrankung bei  älteren Menschen deutlich reduziert werden.

Systemische Verjüngung vom Gewebe. Es ist notwendig, besonderes Augenmerk auf die Entwicklung von Methoden zu legen, die angewendet werden können, um die Auswirkungen des Alterns im Körper schnell und sicher zu beseitigen. Neben der Verhinderung des Alterns ist es auch wichtig, sich auf die Umkehrung des bereits begonnenen Alterungsprozesses zu konzentrieren.