Neue Studie enthüllt molekularen Fingerabdruck der biologischen Alterung

Forscher haben blutbasierte Marker entdeckt, die mit gesundem und schnellem Altern in Verbindung stehen und es ihnen ermöglichen, das biologische Alter einer Person vorherzusagen – wie schnell die Zellen und Organe einer Person altern, unabhängig von ihrem Geburtsdatum. Die neuen Forschungsergebnisse, die in der Fachzeitschrift Aging Cell veröffentlicht wurden, weisen auf Wege und Verbindungen hin, die dem biologischen Alter zugrunde liegen könnten. Sie werfen ein Licht darauf, warum Menschen unterschiedlich altern, und schlagen neue Ziele für Interventionen vor, die das Altern verlangsamen und die Gesundheitsspanne, also die Zeit, die ein Mensch gesund ist, fördern könnten.

Gesunde und schnell alternde Menschen zeigen deutliche Unterschiede in ihren Metabolomen

Hauptautorin der Studie, Aditi Gurkar, Ph.D., Assistenzprofessorin für geriatrische Medizin an der School of Medicine der Pitt University und Mitglied des Aging Institute, einem Gemeinschaftsunternehmen von Pitt und UPMC und ihre Kollegen wollten der Frage nachgehen, warum Menschen unterschiedlich altern, obwohl sie z.B. das gleiche chronologische Alter haben. Um diese Frage zu beantworten, verglichen Gurkar und ihr Team 196 ältere Erwachsene, die sie anhand der Leichtigkeit, mit der sie einfache Gehübungen absolvierten, in gesunde und schnell alternde Menschen einteilten. Da die Gehfähigkeit ein ganzheitliches Maß für die kardiovaskuläre Fitness, die körperliche Kraft und die neurologische Gesundheit ist, haben andere Studien gezeigt, dass sie der beste Prädiktor für Krankenhausaufenthalte, Behinderungen, Funktionseinbußen und Tod bei älteren Erwachsenen ist.

Die gesunden Älteren waren 75 Jahre oder älter, und konnten eine Treppe hinaufsteigen oder 15 Minuten lang gehen, ohne sich auszuruhen, während die schnelleren Älteren, die zwischen 65 und 75 Jahre alt waren, sich bei diesen Aufgaben ausruhen mussten. Laut Gurkar ist diese Studie einzigartig, weil die „Rapid Agers“ chronologisch jünger waren als die „Healthy Agers“, was es den Forschern ermöglichte, sich auf Marker des biologischen – nicht des chronologischen – Alterns zu konzentrieren, im Gegensatz zu anderen Studien, die junge Erwachsene mit älteren Menschen verglichen haben.Um einen molekularen Fingerabdruck des biologischen Alterns in den Blutproben der Teilnehmer zu bestimmen, führten sie Metabolomik – eine Analyse von Metaboliten, d. h. Molekülen, die durch chemische Prozesse im Körper produziert werden – mit Blutproben der beiden Gruppen durch. Andere Studien haben die Genetik zur Messung des biologischen Alterns herangezogen, aber Gene sind sehr statisch: Jene Gene, mit denen man geboren wird, sind die Gene, mit denen man stirbt.

Die Forscher entschieden sich für die Metaboliten, weil sie dynamisch sind: Sie verändern sich in Echtzeit, um unseren aktuellen Gesundheitszustand und unser Befinden widerzuspiegeln, und wir haben die Möglichkeit, sie durch unseren Lebensstil, unsere Ernährung und unsere Umwelt zu beeinflussen. Gesunde und schnell alternde Menschen zeigten deutliche Unterschiede in ihren Metabolomen, was darauf hindeutet, dass Metaboliten im Blut das biologische Alter widerspiegeln könnten. Als nächstes identifizierten Gurkar und ihr Team 25 Metaboliten, die sie als Healthy Aging Metabolic (HAM) Index bezeichneten. Sie fanden heraus, dass der HAM-Index besser als andere übliche Alterskennzahlen – einschließlich des Frailty-Index, der Ganggeschwindigkeit und des Montreal Cognitive Assessment Tests – in der Lage war, gesunde und schnell alternde Menschen zu unterscheiden. Um ihren neuen Index zu validieren, analysierten die Forscher eine separate Kohorte älterer Erwachsener aus einer Studie in Wisconsin. Der HAM-Index sagte mit einer Genauigkeit von etwa 68% korrekt voraus, ob die Personen 10 Minuten lang draußen gehen konnten, ohne anzuhalten.

Bluttest, der das biologische Alter abschätzen kann

Mit Hilfe eines Modells der künstlichen Intelligenz, das potenzielle Einflussfaktoren für biologische Merkmale vorhersagen kann, identifizierte das Team drei Hauptmetaboliten, die am ehesten gesundes Altern fördern oder ein schnelles Altern vorantreiben. In künftigen Forschungsarbeiten wollen sie untersuchen, wie diese Metaboliten und die molekularen Wege, die sie produzieren, zum biologischen Altern beitragen, und Interventionen erforschen, die diesen Prozess verlangsamen könnten. Gurkar plant auch weitere Forschungsarbeiten, um zu untersuchen, wie sich das Metabolom jüngerer Menschen im Laufe der Zeit verändert. Schließlich hofft sie, einen Bluttest zu entwickeln, der das biologische Alter junger Erwachsener abschätzen oder vorhersagen kann, welche Alterskrankheiten sie entwickeln werden. Dies könnte Menschen helfen, darüber nachdenken, Aspekte ihres Lebensstils frühzeitig zu ändern – sei es durch eine Verbesserung des Schlafs, der Ernährung oder der sportlichen Betätigung – und so hoffentlich ihr biologisches Alter umkehren. Das Ziel soll darin bestehen, frühzeitig zu erkennen, wie jemand altert, und personalisierte Interventionen zu entwickeln, um Krankheiten zu verzögern und die Lebensdauer zu verlängern.