Überraschende Erkenntnis zu transplantierten Herzen

Nach einer Transplantation kann sich das biologische Alter eines Spenderherzens überraschend stark an das Alter seines neuen Körpers anpassen, wie neue Daten zeigen. Das könnte die Transplantationsmedizin verändern.

Jedes Jahr sterben Menschen, weil sie vergeblich auf ein Spenderherz warten. Ein Grund für den Mangel: Organe älterer Spender gelten häufig als ungeeignet für eine Transplantation. Eine neue Untersuchung von Forschenden der Harvard University und des Brigham and Women's Hospital in Boston stellt diese Einschätzung nun grundlegend infrage.

Ein Team um Vadim N. Gladyshev und Jesse Poganik konnte zeigen, dass transplantierte Herzen ihr biologisches Alter an den neuen Körper anpassen – und zwar in beide Richtungen: Ältere Spenderherzen in jüngeren Empfängern wirkten nach der Verpflanzung biologisch jünger, während junge Herzen in älteren Empfängern beschleunigt alterten.

Die Ergebnisse sind bislang als Preprint erschienen und noch nicht im sogenannten Peer-Review-Verfahren begutachtet worden. Das heißt, die Daten müssen noch in größeren Patientengruppen und verschiedenen Transplantationsprogrammen bestätigt werden, bevor sie die klinische Praxis beeinflussen könnten.

Mausexperiment mit drei Altersgruppen

Für die Untersuchung verpflanzte das Forschungsteam Herzen zwischen jungen, mittelalten und alten Mäusen, wie "scinexx" berichtet. Die Empfängertiere behielten dabei ihr eigenes Herz, sodass das transplantierte Organ zusätzlich im Körper schlug. Vier bis sechs Monate nach dem Eingriff bestimmten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler anhand sogenannter DNA-Methylierungsmuster das geschätzte biologische Alter der Gewebe.

Hinter dem Fachbegriff DNA-Methylierung verbirgt sich ein vergleichsweise einfaches Prinzip: Im Laufe des Lebens heften sich bestimmte chemische Gruppen an die Erbsubstanz. Diese Anhänge verändern sich mit zunehmendem Alter in vorhersagbarer Weise und dienen Forschenden deshalb als eine Art "molekulare Uhr", mit der sich das biologische Alter von Gewebe abschätzen lässt. Das Team setzte gleich drei solcher epigenetischen Uhren ein und kam bei allen zu übereinstimmenden Ergebnissen.

Alte Herzen in jungen Körpern wirken verjüngt

Das Resultat fiel eindeutig aus. Die Alterswerte der Transplantate verschoben sich deutlich in Richtung des Empfängeralters: Alte Herzen in jungen Mäusen erschienen biologisch jünger, junge Herzen in alten Mäusen dagegen gealtert. Der Effekt beschränkte sich dabei auf das verpflanzte Organ. Im eigenen Herz, in der Leber und im Blut der Empfänger ließen sich keine vergleichbaren Veränderungen feststellen.

Neben den Methylierungsmustern veränderte sich auch die Aktivität bestimmter Gene – insbesondere solcher, die mit den Mitochondrien zusammenhängen, den Kraftwerken der Zellen. Ältere Herzen in jungen Körpern zeigten dort ein aktiveres, jugendlicheres Muster. Bei jungen Herzen in älteren Empfängern verlief die Entwicklung in die entgegengesetzte Richtung.

Gleicher Effekt bei menschlichen Transplantationen

Um die Ergebnisse aus dem Tierversuch zu überprüfen, analysierte das Team konservierte Gewebeproben von elf früheren Herztransplantationen am Brigham and Women's Hospital. Bei diesen Fällen lagen besonders große Altersunterschiede zwischen Spender und Empfänger vor – von 24 Jahre jüngeren bis zu 50 Jahre älteren Empfängern.

Auch hier zeigte sich dasselbe Muster: Die epigenetischen Alterswerte der transplantierten Herzen lagen näher am Alter des Empfängers als am Alter des Spenders. "Das Bemerkenswerte ist, dass genau dieselben Effekte wie bei den Mäusen gefunden wurden", sagte Poganik laut "Frankfurter Rundschau": "Transplantierte Herzen nahmen das biologische Alter ihrer neuen Empfänger an."

Herzfunktion folgt dem Empfängeralter

Ergänzend werteten die Forschenden elektronische Krankenakten von mehreren hundert Herztransplantierten ein Jahr nach der Operation aus. Dabei stellte sich heraus, dass zentrale Funktionswerte wie Herzfrequenz, Dicke der Herzwand und körperliche Belastbarkeit eher mit dem Alter des Empfängers als mit dem des Spenders zusammenhingen. Allerdings galt das nicht für sämtliche Messwerte. "Manche Veränderungen sind vermutlich schlicht irreversibel", räumte Poganik ein.

Die Forschenden vermuten, dass bestimmte Stoffe im Blut für die Anpassung des Herzens verantwortlich sein könnten. Sie erreichen über den Blutkreislauf auch das Spenderherz und können dort offenbar beeinflussen, wie sich die Zellen verhalten. In einem jungen Körper könnten dadurch Reparaturprozesse angestoßen werden, die das Herz teilweise verjüngen. Bei einem älteren Empfänger könnte derselbe Mechanismus umgekehrt wirken.

Noch kein Grund, die Spenderregeln zu ändern

Trotz der vielversprechenden Befunde mahnen die Forschenden zur Geduld. Die menschliche Biopsieanalyse umfasst lediglich elf Fälle und stützt sich auf archiviertes Gewebe. Das Mausmodell unterscheidet sich zudem in wesentlichen Punkten von einer regulären menschlichen Herztransplantation – unter anderem, weil die Tiere ihr eigenes Herz behielten und genetisch passende Spender zum Einsatz kamen. Langzeitfolgen wie Gefäßveränderungen oder die Überlebensrate wurden in der klinischen Auswertung nicht erfasst.

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Dennoch eröffnen die Ergebnisse eine faszinierende Perspektive: Sollten sie sich in größeren, unabhängig geprüften Studien bestätigen, könnte die bisherige Zurückhaltung gegenüber Organen älterer Spender überdacht werden. Poganik zufolge deuten die Daten darauf hin, dass sich der Pool transplantierbarer Organe durch die Einbeziehung älterer Spender erweitern ließe. Darüber hinaus könnte die genaue Identifizierung der verjüngenden Blutfaktoren langfristig sogar pharmakologische Ansätze ermöglichen, um die Herzalterung ganz ohne Operation zu verlangsamen. (red)