Gesunde Menschen gleichen Alters können auf molekularer Ebene völlig unterschiedlich altern. Das zeigt eine Langzeitstudie mit britischen Zwillingskohorten, die im Fachjournal Science veröffentlicht wurde. Die Forschenden untersuchten über Jahre Tausende Gene und Stoffwechselprodukte im Blut und fanden heraus, dass biologische Alterungsprozesse stark individuell variieren und durch Genetik, Lebensumwelt sowie den Jahresverlauf geprägt werden.
Der Wunsch nach einem langen und gesunden Leben treibt viele Menschen an, doch die Art und Weise, wie der Körper mit den Jahren altert, ist vielschichtiger als bisher angenommen. Eine Untersuchung an hunderten Frauen liefert nun den Beleg dafür, dass das biologische Altern keinem starren, universellen Muster folgt. Vielmehr durchlaufen gesunde Menschen desselben kalendarischen Alters stark abweichende biologische Alterungswege wie eine aktuelle Untersuchung mit Zwillingen zeigt.
Daten aus der britischen Zwillingskohorte TwinsUK enthüllen molekulare Vielfalt
Für die im Fachjournal Science vorgestellte Arbeit wertete ein Forschungsteam um Julia El-Sayed Moustafa vom King’s College London wiederholte Untersuchungen an 335 Frauen aus der britischen Zwillingskohorte TwinsUK
aus über einen Zeitraum von bis zu acht Jahren. Die Teilnehmerinnen deckten eine Altersspanne von 32 bis 80 Jahren ab.
Dabei erfassten die Wissenschaftler sowohl die Genaktivität im Blut als auch 1.197 Stoffwechselprodukte im Blutserum. Über einen medianen Zeitraum von sechs Jahren veränderten sich mehr als 5.000 Gene und 181 Metabolite. Darunter befanden sich zahlreiche Faktoren, die mit altersbedingten Krankheiten wie neurodegenerativen und kardiovaskulären Leiden in Verbindung stehen und deren Ausprägung bei einzelnen Teilnehmerinnen stark abwich. Bei einigen Frauen verliefen die molekularen Veränderungen sogar entgegengesetzt zu den allgemeinen Gruppentrends, wodurch die enorme Spannbreite individueller Entwicklungsprozesse sichtbar wurde wobei manche Merkmale in die entgegengesetzte Richtung einschlugen.
Gezielte Genveränderungen bei Krebsvorsorge, Herteraltersung und Immunsystem
Die Analysen zeigen zudem, dass bestimmte genetische Schalter und Stoffwechselwerte individuell ganz unterschiedlich reagieren. Zu den Genen, deren Aktivität im Laufe der Beobachtung abnahm, zählte das Tumorsuppressor-Gen TP53, was nach Einschätzung der Forschenden das Krebsrisiko verändern dürfte was vermutlich das Krebsrisiko verändere. Besonders markante Unterschiede zeigten sich auch beim Gen CXCL9, das mit der Alterung des Herzens verknüpft ist.
Auch das Immunsystem alterte keineswegs einheitlich. Während Zellen der adaptiven Immunabwehr Anzeichen eines Funktionsrückgangs zeigten, blieb die Aktivität von Teilen des angeborenen Immunsystems erhalten oder nahm sogar zu was zu chronischen Entzündungsprozessen im Alter beitragen kann. Die angeborene Abwehr reagiert schnell und unspezifisch auf Eindringlinge, während die adaptive Immunabwehr gezielt agiert und ein immunologisches Gedächtnis ausbildet während die adaptive Immunabwehr gezielt gegen bestimmte Erreger vorgeht.
Einfluss von Umweltfaktoren, Jahreszeiten und langlebigen Industriechemikalien
Neben genetischen Voraussetzungen spielen auch äußere Faktoren eine erhebliche Rolle. Ein bedeutender Teil der gemessenen Gene und Metabolite hing direkt mit der Tageszeit sowie den Jahreszeiten zusammen. Zugleich hinterließen Umweltbelastungen messbare Spuren in den Blutwerten wie per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS), die als langlebige Ewigkeitschemikalien bekannt sind. Interessanterweise gingen die Serumspiegel bestimmter PFAS im Laufe der Untersuchung zurück, was die Forschenden auf entsprechende Nutzungsbeschränkungen in Großbritannien zurückführen den Autoren zufolge im Zuge von Nutzungsbeschränkungen im Großbritannien.
„Anstatt dass es einen einzigen molekularen Fahrplan für das Altern gibt, zeigt unsere Studie, dass Menschen unterschiedliche biologische Verläufe durchlaufen. Zwei gesunde Menschen gleichen Alters können auf molekularer Ebene überraschend unterschiedlich altern.“
Julia El-Sayed Moustafa, Forschungsteam am King’s College London
Bedeutung für die künftige Präzisionsmedizin und personalisierte Vorsorge
Die Wissenschaftler werten ihre Ergebnisse als wichtigen Schritt, um gesunde Alterungsprozesse künftig von beginnenden krankhaften Entwicklungen trennen zu können. Da wiederholte Messungen bei denselben Personen völlig andere Einblicke ermöglichen als ein einmaliger Querschnittsvergleich verschiedener Altersgruppen, plädiert das Team für einen langfristigen Blick auf den individuellen Gesundheitsstatus wiederholte Messungen derselben Menschen liefern deshalb andere Informationen.
Das Verständnis dieser zeitlichen Differenzen gilt als entscheidender Baustein für künftige medizinische Anwendungen für zukünftige Ansätze der Präzisionsmedizin von entscheidender Bedeutung sein. Bis diese Muster klinisch einsetzbar sind, bleibt jedoch weitere Forschungsarbeit notwendig, um die Erkenntnisse auch auf Männer und andere Bevölkerungsgruppen zu übertragen weil untersucht wurden ausschließlich Frauen und die molekularen Daten aus Blutproben stammen.
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