Zuletzt aktualisiert am 25. November 2022 um 12:58
Höheres epigenetisches Alter nach Behandlung
Das biologische Alter, auch epigenetisches Alter genannt, kann sich stark von dem tatsächlichen chronologischen Alter unterscheiden. „Wenn Ihr epigenetisches Alter älter als Ihr chronologisches Alter ist, altern Sie möglicherweise schneller und sind anfälliger für altersbedingte Nebenwirkungen. Wenn Ihr epigenetisches Alter jünger als Ihr chronologisches Alter ist, altern Sie möglicherweise langsamer“, erklärt die Hauptautorin der Studie, Dr. Canhua Xiao, von der Emory University School of Nursing in Atlanta, Hauptstadt des US-Bundesstaats Georgia.
Die Ergebnisse der brandneuen Studie wurden Ende Mai in Cancer, dem Journal der American Cancer Society, veröffentlicht. Demnach verändern sogenannte epigenetische Signaturen die DNA, indem mit Hilfe von Enzymen Methylgruppen an den Code angehängt werden.
Das Wort Epigenetik setzt sich aus Genetik und Epigenese zusammen, ein Begriff, der die Entwicklung eines Lebewesens beschreibt. Epigenetik bezeichnet den Prozess, wie sich Umwelteinflüsse auf die Gene auswirken. Der Fachausdruck dafür heißt Genregulation: Die Methylierung von DNA-Abschnitten bestimmt mit, welches Gen angeschaltet (exprimiert) wird und wann es wieder inaktiv wird.
Normalerweise tritt eine Methylierung an DNA-Sequenzen auf, wenn auf ein Cytosin-Nucleotid ein Guanin-Nucleotid (CpG-Stellen) folgt. Bei dieser Methylierung handelt es sich nicht um eine Mutation, sondern um eine Modifikation, weil die Nukleobase der DNA erhalten bleibt.
Die menschliche DNA-Sequenz enthält Tausende von CpG-Stellen. Um die Wirkung von Krebstherapien zu untersuchen, verwendeten die Wissenschaftler CpG-Stellen, die in hohem Maße mit dem chronologischen Alter assoziiert sind. „Diese CpG-Stellen reichen von Dutzenden bis zu einigen Hundert, abhängig von verschiedenen Methoden zur Berechnung des epigenetischen Alters“, sagte Dr. Xiao bei der Vorstellung der Studie.
Um die epigenetische Altersbeschleunigung (EAA) durch Krebstherapien zu messen, wurden Patienten mit Kopf- und Halskrebs während und nach der Krebsbehandlung untersucht. Dabei wurden Marker für Entzündung und Müdigkeit besonders berücksichtigt.
Die Forscher berechneten die EAA unter Verwendung der epigenetischen Levine-Uhr (DNAmPhenoAge), basierend auf Blut-DNA-Methylierungsmessungen unter Verwendung eines proprietären Illumina MethylationEPIC BeadChip.
DNAmPhenoAge ist ein epigenetisches Altersmaß der zweiten Generation, das Methylierungsdaten an 513 CpG-Stellen enthält und das phänotypische Alter, die Lebensdauer und die Gesundheitsspanne vorhersagt, angepasst an das chronologische Alter.
Die Autoren verwendeten zusätzlich drei weitere epigenetische Methoden, um das phänotypische Alter vorherzusagen. Dabei wurden unterschiedliche Sätze von CpG-Inseln im Genom berücksichtigt, um verschiedene molekulare Alterungsprozesse zu erfassen.
Die 133 Studienteilnehmer – hauptsächlich weiße Männer – befanden sich in fortgeschrittenen Stadien von Kopf- und Halskrebs und erhielten während der Studie eine Radiochemotherapie.
Im Lauf der Studie stellte sich heraus, dass zwischen Müdigkeit und Entzündung sowie epigenetischem Alter eine Verbindung besteht. Bei Patienten mit geringer Müdigkeit und Entzündung beschleunigte sich das epigenetische Alter weniger als bei stärker belasteten Patienten.
Sehr müde Patienten hatten im Durchschnitt eine Beschleunigung von 3,1 Jahren zu verzeichnen. Patienten mit hohem Entzündungsgrad dagegen zeigten eine Beschleunigung von 5 Jahren. Am stärksten ist die EAA direkt nach einer Strahlentherapie, die meist in Kombination mit einer Chemotherapie verabreicht wurde.
Mit der Zeit lässt die EAA etwas nach, bleibt aber weiter von statistischer Bedeutung.
Um den Entzündungsgrad zu beurteilen, nutzten die Studienautoren doppelte Messungen von Botenstoffen wie Interleukin 1, Interleukin 6 und den Tumornekrosefaktor. Diese Signalstoffe wurden nach dem Ende der Strahlentherapie gemessen und ein Jahr nach der Behandlung. Auch C-reaktives Protein (CRP) wurde berücksichtigt.
Patienten mit hohem CRP-Wert zeigten einen EAA-Anstieg von 4,6 Jahren, während Patienten mit hohem IL-6-Spiegel einen EAA-Anstieg von 5,9 Jahren zeigten.
Die Studienautoren kamen zu dem Schluss, dass CRP und IL-6 den Zusammenhang zwischen EAA und Müdigkeit beschreiben, und stellten fest: „Interventionelle Studien zur Verringerung der Entzündung könnten Patienten mit Krebs erheblich zugutekommen.“ Die Entzündung zu bekämpfen, könnte den Alterungsprozess verlangsamen und chronische Gesundheitsproblemen wie Müdigkeit vorbeugen helfen.
Künftige Studien könnten die Schwachstellen untersuchen, die für eine anhaltend hohe EAA, Müdigkeit und Entzündung bei Krebspatienten verantwortlich sein können. Die Langzeitwirkung von Krebs und seiner Behandlung auf das epigenetische Alter, Müdigkeit und Entzündung müsse auf jeden Fall noch weiter untersucht werden.
Quelle: Xiao, C, Beitler, JJ, Peng, G, Levine, ME, Conneely, KN, Zhao, H, Felger, JC, Wommack, EC, Chico, CE, Jeon, S, Higgins, KA, Shin, DM, Saba, NF, Burtness, BA, Bruner, DW, Miller, AH. Epigenetic age acceleration, fatigue, and inflammation in patients undergoing radiation therapy for head and neck cancer: A longitudinal study. Cancer. 2021. https://doi.org/10.1002/cncr.33641 (https://acsjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cncr.33641)
