Artikel zur Langlebigkeit

Neu entwickelte biologische „Uhren“ enthüllen immunologische Zeichen des Alterns und wie man dieses Ticken verlangsamen kann

Neu entwickelte biologische „Uhren“ enthüllen immunologische Zeichen des Alterns und wie man dieses Ticken verlangsamen kann

Wir wissen, dass unser Immunsystem eine wesentliche Rolle für unsere Gesundheit spielt. Ein gesundes Immunsystem schützt uns vor schädlichen Eindringlingen und hilft uns bei der Heilung sowohl kleinerer (z. B. Scherenschnitte) als auch schwerwiegender (z. B. Operationen) – ein gesundes Immunsystem sorgt dafür, dass wir sicher sind und gut funktionieren. Weniger bekannt ist jedoch, dass wir ein „Immunalter“ haben, das von dem in unseren Geburtsurkunden angegebenen Alter abweichen kann, und dass dieses immunologische Alter eng mit Entzündungen verknüpft ist. Obwohl eine akute Entzündung notwendig und hilfreich ist – ohne sie könnte dieser kleine Papierschnitt zu einer tödlichen Infektion werden – ist die bösartigere Art eine chronische, systemische Entzündung. 

In einer diesen Monat veröffentlichten Studie in Natur Agingsayed und Kollegen entwickeln eine neuartige biologische Uhr, die anhand von Biomarkern für chronische Entzündungen beurteilt, wie schnell unser Immunsystem altert. Das an der Stanford University und dem Buck Institute of Aging ansässige Forschungsteam identifiziert die Proteine ​​und Muster, die unser Immun- und Entzündungsalter beschleunigen, und prägt die Uhr als iAge. (Nein, es ist nicht das neueste Produkt von Apple, obwohl es genauso viel algorithmische künstliche Intelligenz nutzt!) 

Wie unsere immunologische Uhr tickt und tickt

Entzündungen spielen eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung und dem Fortschreiten des Alterns unserer Zellen, Gewebe und Organe. Obwohl wir wissen, dass körperweite Entzündungen gesundheitsschädlich sind und den Alterungsprozess beschleunigen, gibt es keinen standardisierten Biomarker zur Charakterisierung dieses entzündlichen Alters – bis jetzt mit der iAge-Uhr. 

In dieser Studie untersuchten Sayed und Kollegen 50 Immun- und Entzündungsmarker aus Blutproben von 1.001 Menschen im breiten Altersbereich von 8 bis 96 Jahren. Mithilfe von Deep-Learning-Algorithmen erstellte das Team eine Metrik zur Messung chronischer Entzündungen und Immunfunktionen sowie deren Funktionsweise Biomarker verändern sich mit dem Alter bei gesunden und ungesunden Menschen. 

Eine der Hauptprioritäten der Gesundheitsforschung ist Multimorbidität – das Zusammentreffen mehrerer Gesundheitszustände bei einer Person, was auf eine zunehmende Anhäufung zell- und organbasierter Schäden zurückzuführen ist. In diesem Modell gab es eine starke Korrelation zwischen höherem iAge und Multimorbidität bei Erwachsenen über 60 Jahren, was dem Einfluss des immunologischen Alters auf gesundheitsschädliche Zustände zugrunde liegt. In einer kleineren Untergruppe älterer Erwachsener stellte das Forschungsteam fest, dass das zu Studienbeginn gemessene iAge einen hohen Aussagewert für Gebrechlichkeit und Gesamtmortalität sieben Jahre später hatte – sogar noch prädiktiver als das Kalenderalter. 

Darüber hinaus war ein höherer iAge-Score mit erhöhten Markern für die Seneszenz von Immunzellen verbunden – einem Zustand des irreversiblen Zellwachstumsstopps, der die Zellen in einen zombieähnlichen Zustand versetzt. Dies führt dazu, dass die Zellen im Körper weiterhin funktionsunfähig bleiben, aber eine Spur von Kollateralschäden hinterlassen, die die Entzündung weiter verstärken.

Entzündungsbiomarker sagt Herzschaden voraus

Die Forscher fanden heraus, dass ein Immunbiomarker den signifikantesten Zusammenhang sowohl mit iAge als auch mit Multimorbidität aufweist – CXCL9. Dieses kleine Protein ist ein Chemokin, eine bestimmte Art von Zytokin (Signalmolekül), das Zellen zu Infektionsherden lockt und die Aktivität entzündungsfördernder Gene erhöht. Höhere CXCL9-Spiegel korrelierten stark mit einem höheren iAge und erhöhten Altersmarkern im Herz-Kreislauf-System. 

Der CXCL9-Spiegel begann etwa im Alter von 60 Jahren anzusteigen, selbst bei einigen älteren Erwachsenen, die als „extrem gesund“ eingestuft wurden. Höhere CXCL9-Spiegel wurden bei diesen älteren Erwachsenen mit nachteiligen herzbezogenen Biomarkern in Verbindung gebracht, darunter einem verstärkten Umbau des Herzens – Veränderungen der Größe und Form des Herzens als Reaktion auf eine Schädigung. 

Sie zeigten auch eine höhere Pulswellengeschwindigkeit in ihren Herzen, was auf die Arteriendicke und Organschäden zurückzuführen ist. Diese Biomarker sind in der Regel bessere Prädiktoren für zukünftige kardiovaskuläre Ereignisse als herkömmliche Risikofaktoren (wie Cholesterin), was darauf hindeutet, dass CXCL9 ein potenzieller therapeutischer Marker für die Beurteilung des frühen kardiovaskulären Risikos bei ansonsten gesunden Erwachsenen sein könnte. 

Cxcl9 beeinträchtigt die Herz-Kreislauf-Gesundheit

Cxcl9 beeinträchtigt die Herz-Kreislauf-Gesundheit

Darüber hinaus wurde CXCL9 in höheren Mengen in gealterten Endothelzellen gefunden – der einzelnen Zellschicht, die Blutgefäße und das Herz auskleidet – und in einem Labor kultiviert. Schäden am Endothel spielen eine entscheidende Rolle bei der Entstehung altersbedingter Herzerkrankungen. Da diese Schädigung anderen Anzeichen kardiovaskulärer Alterung vorausgehen kann, könnte eine möglichst frühzeitige Behandlung diese Erkrankungen verzögern und möglicherweise klinisch bedeutsame Auswirkungen haben. 

Das Team stellt außerdem fest, dass die Hemmung von CXCL9 in den Zellkulturen die arterielle Dysfunktion rettete und umkehrte, was darauf hindeutet, dass sich die gezielte Behandlung dieses Moleküls als vorteilhaft für die Herzgesundheit bei Menschen mit hohem iAge erweisen könnte. Schließlich untersuchten Sayed und Kollegen die CXCL9-Spiegel bei jungen und älteren Mäusen und stellten fest, dass die älteren Tiere deutlich höhere Konzentrationen dieses Chemokins aufwiesen, verbunden mit einer beeinträchtigten Endothelfunktion.

Wie die Autoren in ihrer veröffentlichten Arbeit darlegen: „Wir zeigen, dass CXCL9 ein Hauptregulator der Gefäßfunktion und der zellulären Seneszenz ist, was darauf hindeutet, dass Therapien, die auf CXCL9 abzielen, eingesetzt werden könnten, um eine altersbedingte Verschlechterung des Gefäßsystems und anderer physiologischer Systeme zu verhindern.“ .“

Auf die Uhr achten, während wir älter werden

Auf die Uhr achten, während wir älter werden 

Mit den iAge-Ergebnissen – und einem einfachen Bluttest – lässt sich möglicherweise bald leichter erkennen, bei wem das Risiko einer erhöhten immunologischen Alterung besteht, die stark mit Endothelschäden und nachfolgenden kardiovaskulären Störungen zusammenhängt. Im Vergleich zu anderen biologischen Uhren sind die Informationen dieser immun- und entzündungsbasierten Uhr möglicherweise besser geeignet, umsetzbare Ergebnisse zu liefern, die die Gesundheitsspanne älterer Erwachsener verlängern könnten – die Anzahl der Jahre, die ohne die Entwicklung chronischer Erkrankungen gelebt werden. Beispielsweise ist es wahrscheinlich einfacher, die CXCL9-Spiegel zu senken, als chemische Modifikationen an DNA-Mustern zu ändern (wie bei epigenetischen Uhren).

Dr. Furman fasst zusammen in ihrer Arbeit heißt es: „Durch die Einbeziehung der Biologie in unseren völlig unvoreingenommenen Ansatz konnten wir mehrere Messgrößen identifizieren, darunter ein kleines Immunprotein, das an altersbedingten systemischen chronischen Entzündungen und Herzalterung beteiligt ist. Wir verfügen jetzt über Mittel zur Erkennung von Funktionsstörungen und einen Weg dazu.“ Intervention, bevor eine vollständige Pathologie auftritt.

Verweise: 

Sayed, N., Huang, Y., Nguyen, K. et al. Eine auf Deep Learning basierende Uhr des entzündlichen Alterns (iAge) verfolgt Multimorbidität, Immunoseneszenz, Gebrechlichkeit und kardiovaskuläre Alterung. Nat Altern 1, 598–615 (2021). https://doi.org/10.1038/s43587-021-00082-y



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