Was misst eine epigenetische Uhr eigentlich?

Kleine chemische Markierungen auf der DNA, sogenannte Methylgruppen, heften sich an Tausende fest definierte Stellen im Genom. Diese Markierungen verschieben sich im Laufe der Jahre auf vorhersehbare Weise. Eine epigenetische Uhr ist ein Algorithmus, der diese Muster ausliest und daraus einen Alterswert berechnet. Die erste bekannte Uhr, entwickelt vom Forscher Steve Horvath, nutzte 353 solcher Stellen und wurde an mehr als 8.000 Gewebeproben aus 51 verschiedenen Gewebetypen trainiert.

Den Wert, den die Uhr liefert, bezeichnen Forschende als 'biologisches Alter'. Die Differenz zum tatsächlichen Kalenderalter heißt Altersbeschleunigung: Ein positiver Wert bedeutet, dass deine Zellen biologisch älter wirken, als sie es dem Kalender nach sind – ein negativer das Gegenteil. Dass die Uhr tatsächlich etwas Sinnvolles misst, zeigt sich unter anderem daran, dass umprogrammierte Stammzellen, also Körperzellen, die auf ein frühes, unspezialisiertes Stadium zurückgesetzt wurden, auf der Uhr nahezu null anzeigen. Krebsgewebe hingegen zeigt im Schnitt einen um 36 Jahre höheren Wert als gesundes Gewebe derselben Person.

Menschen, deren epigenetisches Alter ihr Kalenderalter übersteigt, haben in Beobachtungsstudien ein erhöhtes Risiko für Sterblichkeit, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs und Diabetes. In ihren Blutzellen lassen sich zudem mehr Zeichen von Entzündungsaktivität sowie weniger aktive Prozesse für DNA-Reparatur und zelluläre Energieproduktion nachweisen. Das ergibt einen biologischen Fingerabdruck dessen, was 'schnelleres Altern' auf Zellebene bedeutet. Es handelt sich jedoch um Zusammenhänge aus Beobachtungsstudien; ob die Uhr Alterungsprozesse tatsächlich antreibt oder nur anzeigt, ist nicht belegt.

Neuere Uhren wie PhenoAge und GrimAge wurden nicht auf das Kalenderalter trainiert, sondern auf klinische Maße für Gesundheit und Sterblichkeit. Sie sagen daher besser voraus, wer früher erkrankt oder stirbt, als ältere Modelle es konnten. Dennoch ist auch ihr Wert als Biomarker in Langzeitstudien noch nicht abschließend bestätigt.

Ein technischer Vorbehalt: Blut besteht aus mehreren Zelltypen, jeder mit seinem eigenen Methylierungsmuster. Verschiebt sich dieses Verhältnis durch Alter oder Krankheit, beeinflusst das das Uhrergebnis auf eine Weise, die nichts mit 'echtem' Altern zu tun hat. Forschende arbeiten aktiv an Methoden, um diesen Effekt herauszurechnen. Und obwohl epigenetische Uhren zunehmend eingesetzt werden, um zu messen, ob Lebensstil oder Medikamente das biologische Alter senken, sind diese Studien bisher klein und kurzläufig. Ob ein niedrigerer Uhrenwert tatsächlich bedeutet, dass man länger oder gesünder lebt, ist noch nicht nachgewiesen.