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Spenderherzen passen ihr biologisches Alter dem Empfänger an
Das biologische Alter eines transplantierten Herzens scheint sich stärker am Empfänger als am Spender zu orientieren. In Mäusen und in wenigen menschlichen Herzbiopsien verschoben sich epigenetische Altersmarker nach der Transplantation in Richtung des Wirtsalters. Der bisher nur als Preprint veröffentlichte Befund könnte langfristig die Bewertung älterer Spenderorgane beeinflussen.
Boston (U.S.A.). Das kalendarische Alter eines Organs sagt nicht vollständig, wie stark seine Zellen bereits von Alterungsprozessen geprägt sind. Solche Unterschiede lassen sich unter anderem an chemischen Anhängen der DNA abschätzen, die sich im Lauf des Lebens verändern. Für Transplantationen ist die Frage besonders wichtig, weil ältere Spenderorgane den knappen Organpool erweitern könnten.
Unklar war bislang, ob ein verpflanztes Herz sein biologisches Alter weitgehend behält oder ob der neue Körper es mitprägt. Forscher des Brigham and Women’s Hospital (BWH) um Prof. Vadim N. Gladyshev haben diese Frage nun in Mäusen und anhand menschlicher Transplantationsdaten untersucht. Die Arbeit ist bisher nur als Preprint veröffentlicht und noch nicht fachbegutachtet.
Im Tierexperiment verpflanzte das Team Herzen zwischen jungen, mittelalten und alten Mäusen. Die Empfängertiere behielten ihr eigenes Herz, sodass das Transplantat zusätzlich im Körper schlug. Vier bis sechs Monate später bestimmten die Forscher anhand von DNA-Methylierungsmustern mit mehreren epigenetischen Uhren das geschätzte biologische Alter der Gewebe.
Die Alterswerte der Transplantate verschoben sich deutlich in Richtung des Empfängeralters. Junge Herzen in alten Mäusen wirkten nach diesen Messungen älter, alte Herzen in jungen Mäusen dagegen jünger. Der Effekt blieb weitgehend auf das verpflanzte Herz beschränkt. Im eigenen Herz, in der Leber und im Blut der Empfänger fanden die Forscher keine vergleichbar starken Verschiebungen.
Auch die Genaktivität veränderte sich passend zur Richtung des Alterseffekts. Besonders auffällig waren Signalwege rund um die Energiegewinnung in den Mitochondrien. Alte Herzen in jungen Mäusen zeigten dort eher ein jüngeres Aktivitätsmuster, bei jungen Herzen in alten Mäusen lief die Veränderung in die Gegenrichtung. Die Daten belegen damit noch keinen einzelnen Mechanismus, liefern aber Ansatzpunkte für weitere Untersuchungen.
Für den Vergleich beim Menschen analysierte das Team konservierte Herzbiopsien von elf Transplantationsempfängern mit besonders großen Altersunterschieden zwischen Spender und Empfänger. Die Altersdifferenzen reichten von 24 Jahre jüngeren bis zu 50 Jahre älteren Empfängern. Auch hier lagen die durch DNA-Methylierung geschätzten Alterswerte des Spenderherzens näher am Alter des Empfängers als am Alter des Spenders.
Am deutlichsten war das Muster bei älteren Herzen, die in jüngere Menschen transplantiert worden waren. Ihre epigenetischen Alterswerte lagen unter dem kalendarischen Alter des Spenderorgans. Umgekehrt zeigten junge Herzen in älteren Empfängern höhere Alterswerte. Wegen der kleinen Zahl von Biopsien lässt sich daraus noch nicht ableiten, wie stark oder dauerhaft dieser Effekt beim Menschen ist.
Zusätzlich werteten die Forscher klinische Daten von mehreren hundert Herztransplantationen ein Jahr nach dem Eingriff aus. Das Alter des Empfängers hing dabei unabhängig vom Spenderalter unter anderem mit ventrikulärer Herzfrequenz, Dicke der hinteren Herzwand, körperlicher Leistungsfähigkeit und maximaler Sauerstoffaufnahme zusammen. Für andere Messgrößen fanden sie dagegen keine statistisch belastbaren Zusammenhänge.
Die Ergebnisse sprechen dafür, dass das biologische Alter eines Spenderherzens nach der Transplantation nicht ausschließlich durch seine Vorgeschichte bestimmt wird. Der Stoffwechsel und andere systemische Einflüsse des neuen Körpers könnten Gewebealterung teilweise beschleunigen oder zurückdrängen. Das ist jedoch nicht gleichbedeutend mit einer vollständigen funktionellen Verjüngung oder Alterung des Organ