Artikel zur Langlebigkeit

Die „Uhr“ des Immunsystems sagt Krankheit und Mortalität voraus

Die „Uhr“ des Immunsystems sagt Krankheit und Mortalität voraus
  • Eine neue, auf Entzündungen basierende „Uhr“ sagt voraus, wie stark Ihr Immunsystem ist, und kann so Aufschluss über Ihr Sterblichkeits- und Krankheitsrisiko geben. 
  • Die Blutspiegel einer Substanz, CXCL9, trugen stärker als jede andere Uhrkomponente zum Score für das Entzündungsalter bei.
  • Sie fanden heraus, dass der CXCL9-Spiegel, ein Zytokin, das von bestimmten Immunzellen ausgeschüttet wird, um andere Immunzellen an eine Infektionsstelle zu locken, im Durchschnitt ab dem 60. Lebensjahr steil anzusteigen beginnt.

Dieser Artikel wurde auf EurekAlert.org veröffentlicht:

Du bist so alt wie dein Immunsystem. Forscher der Stanford University School of Medicine und des Buck Institute for Research on Aging haben eine Uhr entwickelt, die genauer als die Anzahl der Kerzen auf Ihrem Geburtstagskuchen vorhersagen kann, wie stark Ihr Immunsystem ist und wie schnell Sie altern werden gebrechlich sind oder ob Sie unsichtbare Herz-Kreislauf-Probleme haben, die in ein paar Jahren zu klinischen Kopfschmerzen führen könnten.

Dabei entdeckten die Wissenschaftler eine im Blut enthaltene Substanz, deren Vorkommen die kardiovaskuläre Alterung beschleunigen könnte.

Die Geschichte der Entstehung der Uhr wird am 12. Juli veröffentlicht Alterung in der Natur.

„Jedes Jahr sagt uns der Kalender, dass wir ein Jahr älter sind“, sagte David Furman, PhD, der leitende Autor der Studie. „Aber nicht alle Menschen altern biologisch gleich schnell. Das sieht man in der Klinik – einige ältere Menschen sind extrem anfällig für Krankheiten, während andere ein Muster an Gesundheit sind.“

Diese Divergenz, so Furman, sei zu einem großen Teil auf die unterschiedliche Geschwindigkeit zurückzuführen, mit der das Immunsystem der Menschen abnimmt. Das Immunsystem – eine sorgfältig koordinierte Ansammlung von Zellen, Substanzen und Strategien, mit der uns die Evolution ausgestattet hat, um mit Bedrohungen wie Verletzungen oder Invasionen durch mikrobielle Krankheitserreger umzugehen – zeichnet sich dadurch aus, dass es eine schnelle, intensive, lokalisierte und kurzfristige Resistenz entwickelt -und-Reparatur-Reaktion, die als akute Entzündung bezeichnet wird. Diese „gute Entzündung“ erledigt normalerweise ihre Aufgabe und lässt dann innerhalb weniger Tage nach. (Ein Beispiel ist der rote, geschwollene Finger, den man sieht, wenn man einen Splitter hat, und die schnelle Heilung, die darauf folgt.)

Wenn wir älter werden, beginnt eine geringgradige, ständige, körperweite „schlechte Entzündung“ auszubrechen. Diese systemische und chronische Entzündung verursacht Organschäden und erhöht die Anfälligkeit für eine Reihe von Krankheiten, die praktisch jedes Organsystem im Körper umfassen, einschließlich Krebs , Herzinfarkte, Schlaganfälle, Neurodegeneration und Autoimmunität.

Bisher gebe es keine Messgrößen zur genauen Beurteilung des Entzündungsstatus von Personen, die diese klinischen Probleme vorhersagen und Wege zu ihrer Bewältigung oder Abwehr aufzeigen könnten, sagte Furman. Aber jetzt, sagte er, habe die Studie ein quantitatives Maß mit einer einzigen Zahl hervorgebracht, das genau das zu tun scheint.

Furman leitet das Stanford 1000 Immunomes Project und ist Gastwissenschaftler am Stanford Institute for Immunity, Transplantation and Infection. Darüber hinaus ist er außerordentlicher Professor am Buck Institute for Research on Aging in Novato, Kalifornien, und Direktor der Artificial Intelligence Platform am selben Institut.

Hauptautoren der Studie sind Nazish Sayed, MD, PhD, Assistenzprofessor für Gefäßchirurgie in Stanford, und Yingxiang Huang, PhD, leitender Datenwissenschaftler am Buck Institute.

1.001 Blutproben

Für das 1000-Immunome-Projekt wurden zwischen 2009 und 2016 Blutproben von 1.001 gesunden Menschen im Alter von 8 bis 96 Jahren entnommen. Die Proben wurden einer Flut von Analyseverfahren unterzogen, um die Konzentration von Immunsignalproteinen, sogenannten Zytokinen, sowie den Aktivierungsstatus zahlreicher Immunzellen zu bestimmen. Zelltypen als Reaktion auf verschiedene Reize und das Gesamtaktivitätsniveau Tausender Gene in jeder dieser Zellen.

Die neue Studie nutzte künstliche Intelligenz, um all diese Daten auf eine Zusammensetzung zu reduzieren, die die Forscher als Entzündungsuhr bezeichnen. Sie fanden heraus, dass die stärksten Prädiktoren für das Entzündungsalter eine Reihe von etwa 50 Immunsignalproteinen, sogenannte Zytokine, waren. Die durch einen komplexen Algorithmus analysierten Werte reichten aus, um einen einstelligen Entzündungswert zu generieren, der gut mit der immunologischen Reaktion einer Person und der Wahrscheinlichkeit, an einer Vielzahl von altersbedingten Krankheiten zu erkranken, übereinstimmte.

Im Jahr 2017 untersuchten die Wissenschaftler fast 30 1000 Teilnehmer des Immunomes-Projekts im Alter von 65 Jahren oder älter, denen im Jahr 2010 Blut abgenommen worden war. Sie maßen die Geschwindigkeit der Teilnehmer beim Aufstehen von einem Stuhl und beim Gehen einer festgelegten Distanz sowie anhand eines Fragebogens ihre Fähigkeit dazu selbstständig leben („Können Sie alleine gehen?“ „Brauchen Sie Hilfe beim Anziehen?“). Das entzündliche Alter erwies sich bei der Vorhersage der Gebrechlichkeit sieben Jahre später als überlegen gegenüber dem chronologischen Alter.

Als nächstes entnahmen Furman und seine Kollegen Blutproben aus einer laufenden Studie an außergewöhnlich langlebigen Menschen in Bologna, Italien, und verglichen das entzündliche Alter von 29 dieser Menschen (alle bis auf einen Hundertjährigen) mit dem von 18 50- bis 79-Jährigen -Alte. Bei den älteren Menschen lag das Entzündungsalter durchschnittlich 40 Jahre unter ihrem Kalenderalter. Einer, ein 105-jähriger Mann, sei im Alter von 25 Jahren entzündlich gewesen, sagte Furman.

Um den Einfluss des entzündlichen Alters auf die Sterblichkeit weiter zu beurteilen, wandte sich Furmans Team der Framingham-Studie zu, die seit 1948 die Gesundheitsergebnisse von Tausenden von Personen verfolgt. Der Framingham-Studie fehlten ausreichende Daten zu den Blutproteinspiegeln, aber die Gene, deren Aktivitätsniveaus weitgehend bestimmen Die Produktion der Zytokine der Entzündungsuhr ist gut bekannt. Die Forscher maßen die Aktivität dieser Zytokin-kodierenden Gene in den Zellen der Framingham-Probanden. Dieser Proxy für die Zytokinspiegel korrelierte signifikant mit der Gesamtmortalität unter den Framingham-Teilnehmern.

Eine Schlüsselsubstanz

Die Wissenschaftler beobachteten, dass der Blutspiegel einer Substanz, CXCL9, stärker als jede andere Uhrkomponente zum Entzündungsalter-Score beitrug. Sie fanden heraus, dass der CXCL9-Spiegel, ein Zytokin, das von bestimmten Immunzellen ausgeschüttet wird, um andere Immunzellen an eine Infektionsstelle zu locken, im Durchschnitt ab dem 60. Lebensjahr steil anzusteigen beginnt.

In einer neuen Kohorte von 97 25- bis 90-jährigen Personen, die aus dem 1000 Immunomes Project aufgrund ihres scheinbar hervorragenden Gesundheitszustands ausgewählt wurden und keine Anzeichen einer Krankheit aufwiesen, suchten die Forscher nach subtilen Anzeichen einer kardiovaskulären Verschlechterung. Mithilfe eines empfindlichen Tests der arteriellen Steifheit, der ein erhöhtes Risiko für Schlaganfälle, Herzinfarkte und Nierenversagen anzeigt, brachten sie hohe Entzündungsalterswerte – und hohe CXCL9-Werte – mit unerwarteter arterieller Steifheit und einem weiteren Anzeichen unerwünschter Folgen für das Herz in Verbindung: übermäßige Dicke der Wand der Hauptpumpstation des Herzens, der linken Herzkammer.

CXCL9 wird mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht. Eine Reihe von Experimenten in Laborgeschirr zeigte, dass CXCL9 nicht nur von Immunzellen, sondern auch von Endothelzellen – den Hauptbestandteilen der Blutgefäßwände – abgesondert wird. Die Forscher zeigten, dass fortgeschrittenes Alter sowohl mit einem signifikanten Anstieg des CXCL9-Spiegels der Endothelzellen einhergeht als auch die Fähigkeit der Endothelzellen, mikrovaskuläre Netzwerke zu bilden, sich zu erweitern und zusammenzuziehen, verringert.

Aber in Laborexperimenten, die an Gewebe von Mäusen und an menschlichen Zellen durchgeführt wurden, stellte die Reduzierung des CXCL9-Spiegels die jugendliche Endothelzellfunktion wieder her, was darauf hindeutet, dass CXCL9 direkt zur Funktionsstörung dieser Zellen beiträgt und dass sich seine Hemmung als wirksam erweisen könnte, um das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei anfälligen Personen zu verringern .

„Die Fähigkeit unserer Uhr für entzündliches Altern, subklinisch beschleunigte kardiovaskuläre Alterung zu erkennen, weist auf ihre möglichen klinischen Auswirkungen hin“, sagte Furman. „Alle Erkrankungen lassen sich am besten behandeln, wenn sie frühzeitig behandelt werden.“

Diese Studie wurde veröffentlicht in Naturalterung im Juli 2021.



Älterer Eintrag Neuerer Beitrag