Wissenschaftler haben nachgewiesen, dass transplantierte Herzen im Körper von Empfängern ihr biologisches Alter aktiv anpassen. In Untersuchungen an Mäusen und menschlichen Gewebeproben zeigte sich, dass jüngere Spenderherzen in älteren Organismen beschleunigt altern, während ältere Organe in jungen Empfängern verjüngt werden. Heart transplants are limited by donor availability.
A recent study reveals that youth-derived hearts age swiftly inside aged recipients, whereas senior hearts experience rejuvenation when placed within young individuals. These insights, shared on the bioRxiv preprint platform ahead of peer review, suggest that replacement organs might be acquired from older individuals than currently practiced. Worldwide, heart procedures are carried out with increasing frequency and in patients of advanced age, driven partly by longer human lifespans. Take the United States as an illustration, where a total of 4,636 heart transplants occurred in 2024 — marking an 81.5% increase from 2013. Still, hundreds of people around the world die each year while on waiting lists for new organs.
Jesse Poganik and colleagues investigated donor heart biological age
Typically, medical recommendations favor donors under the age of 45, though older candidates lacking signs of significant coronary artery disease are likewise evaluated. Now, Jesse Poganik, who studies ageing at Harvard University in Boston, Massachusetts, and his colleagues have investigated how donor hearts change their biological age.
Wie sich das biologische Alter im Spenderherz verschiebt
Wenn ein menschliches Organ transplantiert wird, galt sein biologischer Zustand bisher als starr. Nun belegen wissenschaftliche Untersuchungen an Mäusen und Patienten, dass sich das biologische Alter eines Spenderherzens nach dem Eingriff flexibel an den neuen Wirt anpasst. Die Forscher konzentrierten sich dabei auf epigenetische Marker, insbesondere auf die DNA-Methylierung, bei der chemische Methylgruppen an Hunderttausende Regionen des Genoms angeheftet werden. Diese Muster spiegeln den kumulierten zellulären Schaden des Alterns wider.
In experiments researchers transplanted additional hearts from young mice
In experiments, researchers transplanted additional hearts from young, middle-aged and old mice into recipients of the same age groups and measured age-related DNA methylation at about 320,000 genome regions. Younger transplants aged faster in older animals, whereas older transplants became biologically younger in younger hosts. The team extended the investigation to humans and analysed archived biopsies from 11 heart transplants with large age differences between donor and recipient. The same pattern emerged, in which the biological age of the transplanted organ more closely matched the age of the recipient.
Ergebnisse aus dem Tiermodell und klinische Abgleiche in Boston
Die Auswertung der Tiermodelle zeichnete ein klares Bild. Jüngere Herzen, die in ältere Körper eingepflanzt wurden, zeigten eine beschleunigte epigenetische Alterung. Umgekehrt liess sich beobachten, dass ältere Spenderherzen in jungen Empfängern in Richtung eines jüngeren biologischen Profils verschoben wurden.
Um diese Erkenntnisse auf den Menschen zu übertragen, untersuchte ein Team um den Altersforscher Jesse Poganik von der Harvard University in Boston historische Herztransplantationen.
Auch in den menschlichen Biopsien spiegelte sich das biologische Alter des Empfängers wider. Die transplantierten Gewebe hatten die epigenetischen Eigenschaften ihrer neuen Wirtsumgebung angenommen.
Weil der Bedarf an transplantierbaren Geweben steigt, während gleichzeitig zu wenig Spenderorgane vorhanden sind, bleibt der Zugang zu diesem lebenserhaltenden Eingriff eingeschränkt. To meet the increasing demand, organs are frequently transplanted across an age discrepancy between donor and recipients. Methods: We delineated biological age dynamics in heterochronic heart transplants performed in both mice and patients. To investigate the interplay between the host organism and the grafted tissue, we performed multiomic profiling combined with sophisticated biological aging biomarkers.
Results show the biological age of experimental heart transplants
Results: We show that the biological age of experimental heart transplants rapidly assimilates the age of recipients. Crucially, this phenomenon remained confined solely to the transplanted tissue, producing no reciprocal shifts in the recipient’s overall systemic biological age. These effects were confirmed at the level of DNA methylation and gene expression. By validating our laboratory discoveries through clinical omics and functional assessments, we demonstrate that heterochronically transplanted hearts reflect the recipient’s age rather than the donor’s, thereby substantiating the clinical relevance of our experimental findings.
Conclusions: These data identify the systemic environment as a driving force on tissue biological age.
Die auf dem Preprint-Server bioRxiv veröffentlichten Daten werfen ein neues Licht auf die Kriterien bei der Organvergabe. Bisher gilt für menschliche Spender in vielen Regionen eine Altersgrenze von meist unter 45 Jahren, sofern keine koronaren Vorerkrankungen vorliegen. Da weltweit Menschen auf Wartelisten versterben und die Zahl der Eingriffe – wie in den USA, wo die Fallzahlen zwischen 2013 und 2024 um 81,5 Prozent auf 4,636 Transplantationen gestiegen sind – stark gewachsen ist, könnte die Erkenntnis über die Formbarkeit des Gewebes den Spenderpool nachhaltig vergrössern.
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