Bluttest könnte zeigen, welche Organe biologisch älter aussehen

Ihr Geburtstag verrät, wie viele Jahre Sie bereits leben. Ob Herz, Gehirn oder Nieren diese Zeit jedoch gleich gut überstanden haben, lässt sich daran nicht ablesen.

Das liegt daran, dass Organe im selben Körper unterschiedlich stark biologisch altern können.

Eine neue Studie in Nature Medicine legt nahe, dass das Altern in der mikroskopischen Struktur jedes Organs eigene Spuren hinterlässt.

Forschende haben diese Merkmale nun genutzt, um eine Methode zu entwickeln, die anhand einer einzigen Blutprobe vorhersagen könnte, welche Organe älter aussehen, als es zu erwarten wäre.

Dabei handelt es sich noch nicht um einen Bluttest, den man in einem Krankenhaus anfordern kann. Ebenso kann er ein Organ nicht über viele Jahre hinweg verfolgen und damit direkt messen, wie rasch es altert. Stattdessen schätzt die Methode, ob ein Organ im Verhältnis zum chronologischen Alter einer Person biologisch älter oder jünger wirkt.

Wie Organe biologisch altern

Ein Team unter Leitung von André Rendeiro, mit Ernesto Abila, Iva Buljan und Yimin Zheng als gleichrangige Erstautoren, untersuchte 25.712 mikroskopische Gewebebilder von 983 verstorbenen Spenderinnen und Spendern. Die Proben umfassten 40 Gewebetypen aus 29 Organen.

Die Studienautoren André Rendeiro, Iva Buljan, Ernesto Abila und Yimin Zheng (von links nach rechts). (Wolfgang Däuble/CeMM)

Die Forschenden trainierten ein Modell der künstlichen Intelligenz mit Gewebeproben von Menschen unterschiedlichen Alters. Im Verlauf lernte das System, feine altersbedingte Strukturveränderungen zu erkennen, und schuf damit für jedes Organ eine Art „Gewebeanzeiger“.

Wenn dieser Anzeiger etwa das Lungengewebe einer 60-jährigen Person als Gewebe einschätzte, das einem höheren Alter entspricht, galt diese Lunge als älter als erwartet.

Im Durchschnitt wichen die Schätzungen der Modelle um ungefähr fünf Jahre vom tatsächlichen Alter der Spenderinnen und Spender ab.

Interessant war, dass die Schätzungen offenbar mehr widerspiegelten als nur das Geburtsdatum.

Gewebe, das älter als erwartet wirkte, zeigte tendenziell mehr mit dem Altern verbundene Strukturveränderungen und Gesundheitsprobleme. Dazu gehörten Gewebeschwund, narbenähnliche Versteifungen, der Verlust kleinster Blutgefäße, Fettansammlungen in der Skelettmuskulatur sowie dünner werdende Nerven.

Auch folgte der Körper keinem einheitlichen Muster der Alterung. Bei einigen Personen fanden sich Anzeichen fortgeschrittenen Alterns in vielen Organen. Bei anderen erschien nur ein einzelnes Organ – etwa Herz, Lunge oder Magen – deutlich älter als der übrige Körper.

Bluttest zur Schätzung des Organalters

Um das biologische Alter eines Organs direkt zu bestimmen, muss üblicherweise Gewebe durch einen invasiven Eingriff entnommen werden.

Um dieses Problem zu umgehen, verglichen die Forschenden aus Gewebebildern abgeleitete Altersschätzungen mit Mustern der Genaktivität in Blutproben derselben Spenderinnen und Spender.

Einfach gesagt suchten sie nach Veränderungen der Genaktivität im Blut, die damit zusammenhängen, dass ein Organ älter als erwartet erscheint.

„Eine Blutprobe bildet das Organ nicht direkt ab; sie schätzt die Alterslücke des Organs anhand einer erlernten Zuordnung“, sagte André Rendeiro, leitender Forscher am CeMM und am Ludwig Boltzmann Institut für Netzwerkmedizin der Universität Wien, gegenüber ScienceAlert.

Anschließend entwickelten sie ein zweites Modell, das allein anhand von Blutdaten schätzte, wie alt verschiedene Organe aussehen. Am zuverlässigsten waren seine Vorhersagen für die Alterung des gesamten Körpers, das Verdauungssystem und die Milz.

Um zu prüfen, ob diese Schätzungen reale Erkrankungen widerspiegeln, testete das Team die Methode mit Blutdaten von gesunden Menschen sowie von Personen mit acht unterschiedlichen Erkrankungen. Den Organen, die jeweils mit der Erkrankung verbunden waren, ordneten die Modelle im Allgemeinen größere Alterslücken zu.

Bei Menschen, die einen Schlaganfall erlitten hatten, wies das Modell dem Gehirn die größte Alterslücke zu.

Bei Personen mit Morbus Crohn erhielten Speiseröhre, Magen, Dünndarm und Dickdarm größere Alterslücken.

Histologischer Schnitt einer menschlichen Kleinhirn-Gewebeprobe, die zur Untersuchung altersbedingter Veränderungen der Gewebearchitektur verwendet wurde. (Wolfgang Däuble/CeMM)

In der Alzheimer-Gruppe war das Gehirn das einzige Organ mit einer deutlich erhöhten Alterslücke.

Diese Übereinstimmungen deuten darauf hin, dass Blut Hinweise auf Vorgänge tief im Körper liefern könnte. Dass ein Organ älter wirkt, bedeutet jedoch nicht, dass beschleunigtes Altern die Erkrankung verursacht hat. Die Krankheit könnte das Organ gealtert haben lassen, oder beide Prozesse könnten sich gemeinsam entwickelt haben.

Frühere blutbasierte Methoden schätzten das Organalter, indem sie zirkulierende Proteine maßen.

Eine solche Studie ergab, dass ein älter wirkendes Gehirn mit einem höheren Sterberisiko verbunden war.

Bestehende kommerzielle Tests zum biologischen Alter können allerdings stark voneinander abweichende Ergebnisse liefern.

Grenzen der Studie zur Organalterung

Auch die neue Studie hat wichtige Einschränkungen.

Der Großteil der Gewebe wurde nach dem Tod entnommen, und die Forschenden begleiteten nicht dieselben Personen während ihres Älterwerdens. Die blutbasierte Methode wurde überwiegend bei Menschen bewertet, bei denen bereits eine Erkrankung diagnostiziert worden war.

Ob der Test eine Krankheit erkennen könnte, bevor Symptome auftreten, ist weiterhin unklar.

Erforderlich wären noch prospektive Studien, eine gleichbleibende Leistung in unterschiedlichen Bevölkerungsgruppen und eine behördliche Zulassung. Bis zur klinischen Anwendung werde es „realistisch mehrere Jahre dauern, möglicherweise fast ein Jahrzehnt“, sagte Rendeiro.

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Abila, Iva Buljan, Yimin Zheng und Rendeiro erklärten konkurrierende finanzielle Interessen in Form eines mit der Arbeit verbundenen Patents.

Vorerst legt die Studie nahe, dass es einen wichtigen Teil der Geschichte übersehen könnte, biologisches Alter auf eine einzige Zahl zu reduzieren.

Herz, Gehirn und Nieren teilen sich zwar denselben Körper, erleben die Zeit aber nicht zwangsläufig auf dieselbe Weise.

Die Studie wurde in Nature Medicine veröffentlicht.

Dieser Artikel wurde von Fiona MacDonald auf Fakten geprüft und von Fiona MacDonald redigiert. Wir sind stolz auf unseren Prozess, aber auch wir sind nur Menschen. Falls Ihnen ein Fehler auffällt, teilen Sie ihn uns bitte mit.