Das Geburtsdatum im Ausweis lässt einen oft stutzen. Manche Menschen wirken deutlich jünger, andere älter, als sie tatsächlich sind. Doch warum ist das so?
Eine Analyse von mehr als 25.000 Gewebeproben aus 40 verschiedenen Gewebearten legt nahe, dass Organe unterschiedlich schnell altern. Die Ergebnisse zeigen zudem, dass sich solche Alterungsmuster möglicherweise künftig auch über Blutproben erfassen lassen. Dabei handelt es sich allerdings noch um einen Forschungsansatz.
Für die Studie kombinierten Forscher:innen Künstliche Intelligenz mit einer der weltweit größten Sammlungen menschlicher Gewebebilder. Anders als frühere Untersuchungen, die vor allem molekulare Veränderungen wie DNA-Methylierung oder Genexpression betrachteten, konzentrierte sich die Analyse auf die Struktur des Gewebes selbst. Grundlage waren Daten des Genotype-Tissue Expression Project (GTEx) mit Proben von 983 Personen. Untersucht wurden 40 Gewebearten, darunter Hirn, Herz, Lunge, Bauchspeicheldrüse, Haut und Darm. Insgesamt wertete das Team 25.712 Gewebeschnitte aus, die aus rund 480 Millionen Einzelbildern bestanden.
Dabei zeigte sich, dass das Alter der wichtigste Faktor für das Erscheinungsbild von Gewebe ist. Auf dieser Grundlage entwickelten die Forschenden sogenannte "Gewebeuhren", die das biologische Alter einzelner Organe anhand ihrer Gewebestruktur schätzen können. Die Modelle erreichten einen durchschnittlichen Vorhersagefehler von nur 4,9 Jahren. Zudem waren sie bestehenden DNA-basierten Altersschätzungen bei der Erkennung gewebespezifischer krankhafter Veränderungen überlegen. Das vorhergesagte biologische Alter korrelierte außerdem mit bekannten Merkmalen des Alterns wie Telomerverkürzung, Gewebepathologien und der Zahl chronischer Erkrankungen.
Die Analyse zeigte auch, dass Organe nicht gleichmäßig altern. Lunge, Niere, Bauchspeicheldrüse und Nebenniere wiesen bereits zwischen dem 20. und 40. Lebensjahr erste Anzeichen beschleunigter Alterung auf. Andere Gewebe zeigten entsprechende Veränderungen erst später. Besonders auffällig waren Veränderungen der Gebärmutter rund um die Menopause. Zudem fanden die Forscher:innen Zusammenhänge zwischen gewebespezifischer Alterung und Erkrankungen oder Lebensstilfaktoren. So war Nierenversagen mit beschleunigten Alterungssignalen in mehreren Geweben verbunden, während sich Diabetes besonders deutlich in der Bauchspeicheldrüse widerspiegelte.
Die "Gewebeuhren" identifizierten auch Menschen, deren Gewebe bereits Veränderungen aufwies, die normalerweise erst in höherem Alter zu erwarten wären. Da Gewebeproben nur durch invasive Eingriffe gewonnen werden können, verknüpften die Forscher:innen die Ergebnisse anschließend mit Genexpressionsprofilen aus Blutproben. Auf dieser Basis entwickelten sie Modelle, die das biologische Alter einzelner Gewebe möglicherweise künftig allein anhand einer Blutprobe abschätzen könnten.
Die blutbasierten Modelle identifizierten Alterungsmuster, die mit Erkrankungen wie Alzheimer, Morbus Crohn, Mukoviszidose, Vaskulitis, Diabetes und Schlaganfall in Zusammenhang standen. Bei Alzheimer zeigte sich das stärkste Alterungssignal im Gehirn, bei Morbus Crohn entlang des gesamten Magen-Darm-Trakts.
Die Ergebnisse verdeutlichen, dass Altern nicht allein vom chronologischen Alter abhängt. Verschiedene Organe altern unterschiedlich schnell. Künftig könnten solche Ansätze zu minimalinvasiven Diagnoseverfahren beitragen, die den Gesundheitszustand von Organen und das Fortschreiten von Erkrankungen überwachen.