Immunsystem im Alter: Studie zeigt Umbruchphasen um 40 und 60 Jahre

Das menschliche Immunsystem verändert sich im Verlauf des Lebens nicht kontinuierlich, sondern durchläuft markante Umbruchphasen. Eine Untersuchung der Duke-NUS Medical School in Singapur an 1828 gesunden Personen im Alter von 19 bis 97 Jahren zeigt, dass sich die biologische Abwehr insbesondere um das 40. sowie nach dem 60. Lebensjahr radikal wandelt.

Während sich um das 40. Lebensjahr vor allem koordinierende Abwehrzellen verändern, sind nach dem 60. Lebensjahr besonders jene Zellen betroffen, die infizierte Körperzellen erkennen und beseitigen. Gleichzeitig können in dieser späteren Phase Entzündungen im Körper zunehmen.

Geschlechtsspezifische Unterschiede bei der Immunalterung

Die Auswertungen der Duke-NUS Medical School weisen zudem auf deutliche Unterschiede zwischen den Geschlechtern hin. Bei Frauen blieben bestimmte Abwehrzellen länger aktiviert, während bei Männern andere Veränderungen früher und eher vorübergehend auftraten. Studienautor Jacques Behmoaras sieht darin einen möglichen, bislang unbewiesenen Erklärungsansatz dafür, warum Autoimmunerkrankungen bei Frauen häufiger vorkommen.

Generell erkranken Frauen deutlich öfter an Fehlsteuerungen der Abwehr: Bei Lupus erythematodes liegt das Verhältnis im Vergleich zu Männern bei 9 zu 1, bei Multipler Sklerose bei 4 zu 1. Zudem besitzen Frauen auf dem X-Chromosom 900 bis 1000 kodierende Gene, während das Y-Chromosom etwa 100 Gene umfasst.

Weibliche Geschlechtshormone wie Östrogene und Progesteron fördern die Bildung von Antikörpern, während Testosteron diesen Prozess bremst. Weltweit betrachtet leben Frauen im Schnitt vier bis fünf Jahre länger als Männer.

Während der Corona-Pandemie infizierten sich zwar mehr Frauen mit COVID-19 und entwickelten eher Long-COVID, Männer wiesen jedoch häufiger schwere Verläufe auf oder verstarben an der Infektion.

Auch eine Untersuchung im Fachjournal Mechanisms of Ageing and Development an 1.825 kardiometabolisch gesunden Erwachsenen der ATTICA-Studie im Alter von 18 bis 89 Jahren belegt geschlechtsspezifische Dynamiken: Der Übergang zu einer erhöhten Immunaktivierung lag nach einem kombinierten Score bei Männern bei etwa 26 Jahren und bei Frauen bei etwa 35 Jahren.

Während die Entzündungsmarker IL-6 und Fibrinogen bei beiden Geschlechtern mit dem Alter stetig anstiegen, legte der Marker TNF-alpha bei Frauen erst später im Leben stärker zu.

Organe und molekulare Mechanismen im Wandel

Das biologische Altern des Abwehrsystems betrifft zentrale Gewebe. Immunorgane wie die Milz und die Lymphknoten weisen ab einem Alter von etwa 50 Jahren molekulare Alterungsprozesse auf. In diesen Lebensabschnitt fällt auch das gehäufte Auftreten der meisten Autoimmunerkrankungen, wobei T-Zellen im Alter pathogen werden können.

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Zwar bildet der Körper täglich Millionen B- und T-Zellen neu, Myeloidzellen altern aufgrund ihrer kurzen Lebensdauer jedoch stärker. Zudem wandern B- und T-Zellen vermehrt in tertiäre lymphoide Strukturen außerhalb klassischer Abwehrorgane.

Ein wesentlicher Faktor ist die Rückbildung der Thymusdrüse. Diese Thymus-Involution senkt die Produktion naiver T-Zellen und verengt das Repertoire an verfügbaren T-Zellen.

Bei rheumatoider Arthritis verläuft diese Immunalterung beschleunigt, während sie bei Riesenzellarteriitis möglicherweise verzögert ist. In letzterem Fall behalten stammzellartige CD4+-T-Zellen ihre jugendliche Teilungsfähigkeit, während das alternde Arteriengewebe Neoantigene ansammelt.

Suche nach verlässlichen Messgrößen

Das individuelle Immunsystem altert unterschiedlich schnell. Faktoren wie genetische Veranlagung, Luftverschmutzung, Rauchen, Ernährung und frühere Infektionen steuern das Tempo. Das biologische Immunalter steht wiederum im Zusammenhang mit dem Auftreten von Neurodegeneration, Krebs sowie dem allgemeinen Sterblichkeitsrisiko.

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In der medizinischen Praxis fehlen bisher standardisierte Routinetests zur Bestimmung des Immunalters, da Laborwerte wie weiße Blutkörperchen oder das C-reaktive Protein unspezifisch bleiben. Zwar schätzten KI-Modelle in Forschungsarbeiten das Alter der Abwehr anhand von Genaktivitäten, ein verlässliches persönliches Immunalter lässt sich damit jedoch noch nicht abbilden.

Das Human Immunome Project sammelt daher Daten, um eine skalierbare Messreihe für klinische Entscheidungen zu entwickeln. Neben der Blutanalyse zur Prüfung von Entzündungs- und Aktivierungsmarkern sowie der Untersuchung von Lymphozyten-Rezeptoren dient dabei auch die Reaktion vor und nach Impfungen als standardisierter Test.

Parallel dazu entschlüsselt die Genomforschung erbliche Einflüsse auf die Abwehr. Im Rahmen des australischen TenK10K-Projekts wurden die Genome von 1.925 Personen sequenziert und die Genexpression in 5 Millionen einzelnen Immunzellen untersucht. Dabei zeigte sich unter der Leitung von Joseph Powell und Daniel MacArthur unter anderem, dass bei 83 Prozent von 21.404 analysierten Genen Varianten existieren, welche die Genexpression in Immunzellen regulieren.

Zudem belegen Arbeiten der Universität Lund, dass eine variante des Gens CLEC7A den Dectin-1-Rezeptor in der Lunge schwächt. Dieser Defekt erhöht bei den betroffenen Trägern – etwa jedem siebten Europäer – das Risiko einer Lungenentzündung um rund 12 Prozent.