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Immunsystem des Menschen verändert sich mit 40 und 60 Jahren besonders deutlich
Das Immunsystem verändert sich im Laufe des Lebens offenbar nicht gleichmäßig. Eine Auswertung von rund 3,8 Millionen Immunzellen zeigt besonders um das 40. Lebensjahr und nach dem 60. auffällige Verschiebungen der Genaktivität. Dabei unterscheiden sich Frauen und Männer darin, welche Abwehrzellen wann und auf welche Weise ihre Aktivität verändern.
Singapur (Singapur). Mit zunehmendem Alter verändert sich die Immunabwehr, und chronische Entzündungsprozesse können zunehmen. Zugleich reagieren ältere Menschen auf manche Infektionen anders als jüngere, während bestimmte Autoimmunerkrankungen Frauen und Männer unterschiedlich häufig betreffen.
Die zugrunde liegenden Veränderungen laufen jedoch nicht zwangsläufig über Jahrzehnte im gleichen Tempo ab. Unklar war bislang, ob bestimmte Immunzelltypen in einzelnen Lebensphasen besonders stark auf das Alter reagieren und welche Rolle dabei das Geschlecht spielt.
Forscher der Duke-NUS Medical School (Duke-NUS) um Prof. Jacques Behmoaras haben dazu Daten von 1.828 gesunden Menschen im Alter von 19 bis 97 Jahren untersucht. Die zusammengeführten vier Datensätze umfassen rund 3,8 Millionen Immunzellen aus dem Blut, darunter Zellen von 1.021 Frauen und 807 Männern.
Mithilfe der Einzelzell-RNA-Sequenzierung lässt sich erfassen, welche Gene in einzelnen Zellen aktiv sind. Für ihre Auswertung betrachtete das Team fünf größere Zellgruppen, darunter CD4- und CD8-T-Zellen, B-Zellen, natürliche Killerzellen und Monozyten. Anschließend verglich es die Genaktivität zwischen verschiedenen Altersgruppen getrennt nach Geschlecht.
Rund 35 Prozent der untersuchten Personen waren asiatischer Herkunft, wodurch die Daten unterschiedliche Bevölkerungsgruppen abdecken. Allerdings handelt es sich überwiegend um Momentaufnahmen verschiedener Menschen und nicht um eine jahrzehntelange Beobachtung derselben Personen.
Bei der gemeinsamen Analyse häuften sich Unterschiede in der Genaktivität um das 40. Lebensjahr und erneut nach dem 60. Lebensjahr. Während die erste Veränderungswelle vor allem CD4-T-Zellen betraf, prägten bei der späteren Welle insbesondere CD8-T-Zellen das Bild. CD4-T-Zellen steuern wichtige Abwehrreaktionen, während CD8-T-Zellen unter anderem virusbefallene Körperzellen erkennen und bekämpfen.
In mehreren Immunzelltypen nahm mit steigendem Alter außerdem die Aktivität von Genen ab, die an der Verarbeitung von RNA und der Herstellung von Proteinen beteiligt sind. Gleichzeitig fanden sich Genaktivitätsmuster, die auf eine verstärkte Aktivierung der Immunabwehr und entzündungsbezogene Prozesse hinweisen. Diese Veränderungen traten bei beiden Geschlechtern auf, allerdings mit unterschiedlichem zeitlichem Verlauf.
Bei Frauen zeigten CD8-T-Zellen über längere Lebensabschnitte hinweg eine anhaltende Zunahme von Aktivierungsmerkmalen. Im höheren Alter traten zudem Veränderungen in CD4-T-Zellen, natürlichen Killerzellen und B-Zellen hervor. Bei Männern fielen dagegen vor allem frühere, vorübergehende Veränderungen von Stoffwechselprogrammen in CD4-T-Zellen auf.
Begleitende Auswertungen der DNA-Methylierung ergaben weitere geschlechtsabhängige Unterschiede. Dabei handelt es sich um chemische Markierungen an der Erbsubstanz, die beeinflussen können, wie Gene genutzt werden. Auffällige Muster fanden sich unter anderem in Bereichen der Chromosomen 11 und 6, die mit der Regulation von Immunfunktionen zusammenhängen.