Herz, Lunge, Gehirn – jedes Organ altert in eigenem Tempo. Eine „Nature”-Studie mit fast 26.000 Gewebeaufnahmen zeigt, wie groß die Unterschiede sind.

Der Ausweis sagt, wie viele Jahre ein Mensch gelebt hat. Aber er verrät nicht, wie alt Herz, Lunge, Gehirn oder Bauchspeicheldrüse biologisch sind. Organe altern unterschiedlich schnell – und manche können ihrer Zeit deutlich voraus sein. Wissenschaftler des CeMM Forschungszentrums für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften haben nun untersucht, wie sich diese Unterschiede direkt im Gewebe ablesen lassen.

Für die im Fachjournal „ Nature Medicine “ veröffentlichte Studie werteten die Wissenschaftler Gewebe von 983 Menschen aus. Insgesamt flossen 25.712 hochauflösende Aufnahmen aus 40 Gewebearten und 29 Organen in die Analyse ein. Die untersuchten Personen waren zwischen 20 und 70 Jahre alt. Eine KI suchte in den mikroskopischen Bildern nach Veränderungen, die mit dem Alter zusammenhängen.

Auf einem Gewebeschnitt sind Zellen, Gefäße und Bindegewebe zu erkennen. Mit zunehmendem Alter verändert sich diese Ordnung. Die KI konnte solche Muster erfassen und daraus sogenannte „Gewebeuhren“ entwickeln. Für jedes Gewebe lernte ein Modell, das Alter eines Menschen aus der mikroskopischen Struktur zu schätzen.

Im Mittel wich die Schätzung um 4,88 Jahre vom tatsächlichen Alter ab. Interessant war vor allem die Differenz zwischen beiden Werten. Wirkte das Gewebe eines 50-Jährigen beispielsweise eher wie das eines älteren Menschen, entstand eine positive Altersabweichung. Die Wissenschaftler sprechen von einem „age gap“. Vier der 40 Gewebeuhren waren wegen zu kleiner Stichproben deutlich schwächer.

Diese Altersabweichungen passten zu anderen biologischen Merkmalen. Für 6197 Proben lagen zusätzlich Messungen der Telomerlänge vor. Telomere schützen die Enden der Chromosomen und verkürzen sich mit dem Alter. Kürzere Telomere hingen stärker mit dem biologischen Gewebealter zusammen als mit dem reinen Lebensalter. Besonders deutlich war das in Speiseröhre, Magen, Niere, Prostata und Bauchspeicheldrüse.

Auch krankhafte Veränderungen traten häufiger auf, wenn die Gewebeuhr ein höheres biologisches Alter berechnete. Im Kleinhirn fanden die Wissenschaftler etwa Veränderungen, die mit dem Verlust von Myelin und Durchblutungsstörungen zusammenhingen. In der Aorta zeigten auffällig alte Gewebe verdickte Gefäßwände und eine gestörte Struktur, wie sie bei Arteriosklerose vorkommt.

Über viele Organe hinweg tauchten ähnliche Veränderungen auf. Gewebeschwund, Fibrose und der Rückgang kleiner Blutgefäße nahmen zu. Gleichzeitig veränderte sich die Aktivität zahlreicher Gene. Prozesse rund um Entzündungen und zelluläre Alterung wurden häufiger aktiver, während bestimmte Stoffwechselprozesse an Aktivität verloren.

„Unsere Gewebe tragen eine bemerkenswert detaillierte Aufzeichnung des Alterungsprozesses in sich“, sagt Studienleiter André Rendeiro vom CeMM. Mit KI ließen sich Muster erkennen, die für das menschliche Auge allein kaum sichtbar seien.

Auch innerhalb eines Menschen liefen die Alterungsprozesse nicht gleichmäßig. Bei manchen Personen lagen mehrere Gewebe relativ nah am erwartbaren Alter. Andere wiesen in mehreren Organen zugleich hohe Altersabweichungen auf.