Wir alle kennen jemanden, der dem Altern zu trotzen scheint – Menschen, die jünger aussehen als ihre Altersgenossen, obwohl sie im gleichen Alter sind. Was ist ihr Geheimnis? Wissenschaftler der Universität Osaka (Japan) haben möglicherweise einen Weg gefunden, diesen Unterschied zu quantifizieren. Durch die Einbindung von Hormon- (Steroid-) Stoffwechselwegen in ein KI-gesteuertes Modell haben sie ein neues System entwickelt, mit dem das biologische Alter einer Person geschätzt werden kann – ein Maß dafür, wie gut ihr Körper gealtert ist, anstatt nur die Jahre seit der Geburt zu zählen.

Mit nur fünf Tropfen Blut analysiert diese neue Methode 22 wichtige Steroide und ihre Wechselwirkungen, um eine präzisere Gesundheitsbewertung zu ermöglichen. Die bahnbrechende Studie des Teams, die in Science Advances veröffentlicht wurde, bietet einen potenziellen Fortschritt im Bereich des personalisierten Gesundheitsmanagements und ermöglicht eine frühere Erkennung von altersbedingten Gesundheitsrisiken und maßgeschneiderten Interventionen.

Neues KI-gestütztes Modell ermöglicht eine genauere Bestimmung des biologischen Alters

Beim Altern geht es nicht nur um die Anzahl der Jahre, die wir gelebt haben – es wird von Genetik, Lebensstil und Umweltfaktoren geprägt. Traditionelle Methoden zur Schätzung des biologischen Alters stützen sich auf allgemeine Biomarker wie DNA-Methylierung oder Proteinspiegel, aber diese Ansätze übersehen oft die komplizierten hormonellen Netzwerke, die das innere Gleichgewicht des Körpers regulieren. „Unser Körper ist auf Hormone angewiesen, um die Homöostase aufrechtzuerhalten. Deshalb dachten wir uns, warum sollten wir diese nicht als Schlüsselindikatoren für das Altern verwenden?“, sagt Dr. Qiuyi Wang, Co-Erstautorin der Studie. Um diese Idee zu testen, konzentrierte sich das Forschungsteam auf Steroidhormone, die eine entscheidende Rolle im Stoffwechsel, in der Immunfunktion und in der Stressreaktion spielen.

Das Team entwickelte ein Deep Neural Network (DNN)-Modell, das Steroidstoffwechselwege einbezieht und damit das erste KI-Modell ist, das die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Steroidmolekülen explizit berücksichtigt. Anstatt die absoluten Steroidspiegel zu betrachten – die von Person zu Person stark variieren können – untersucht das Modell die Steroidverhältnisse und ermöglicht so eine individuellere und genauere Bestimmung des biologischen Alters.

„Unser Ansatz reduziert das Rauschen, das durch individuelle Unterschiede im Steroidspiegel verursacht wird, und ermöglicht es dem Modell, sich auf aussagekräftige Muster zu konzentrieren“, erklärt Dr. Zi Wang, Co-Erstautor und korrespondierender Autor dieser Arbeit. Das Modell wurde anhand von Blutproben von Hunderten von Personen trainiert und zeigte, dass sich die Unterschiede im biologischen Alter tendenziell vergrößern, wenn Menschen älter werden – ein Effekt, den die Forscher mit einem Fluss vergleichen, der sich flussabwärts verbreitert.

Chronischer Stress und Alterungsprozess

Eines der auffälligsten Ergebnisse der Studie betrifft Cortisol, ein Steroidhormon, das häufig mit Stress in Verbindung gebracht wird. Die Forscher stellten fest, dass sich das biologische Alter bei einer Verdoppelung des Cortisolspiegels um etwa das 1,5-Fache erhöhte. Dies deutet darauf hin, dass chronischer Stress den Alterungsprozess auf biochemischer Ebene beschleunigen könnte, was die Bedeutung des Stressmanagements für die langfristige Erhaltung der Gesundheit unterstreicht. „Stress wird oft allgemein diskutiert, aber unsere Ergebnisse liefern konkrete Belege dafür, dass er einen messbaren Einfluss auf das biologische Altern hat“, sagt Professor Toshifumi Takao, einer der Autoren und Experte für analytische Chemie und Massenspektrometrie.

Die Forscher glauben, dass dieses KI-gestützte Modell des biologischen Alters den Weg für eine stärker personalisierte Gesundheitsüberwachung ebnen könnte. Zu den zukünftigen Anwendungen könnten die Früherkennung von Krankheiten, maßgeschneiderte Wellness-Programme und sogar Empfehlungen für einen Lebensstil gehören, der das Altern verlangsamt.

Biologisches Altern messen und verlangsamen

Obwohl die Studie einen bedeutenden Fortschritt darstellt, räumt das Team ein, dass das biologische Altern ein komplexer Prozess ist, der von vielen Faktoren beeinflusst wird, die über Hormone hinausgehen. „Dies ist erst der Anfang“, sagt Dr. Z. Wang. Durch die Erweiterung ihres Datensatzes und die Einbeziehung zusätzlicher biologischer Marker hoffen die Forscher, das Modell weiter zu verfeinern und tiefere Einblicke in die Mechanismen des Alterns zu gewinnen. Mit den laufenden Fortschritten in der KI und der biomedizinischen Forschung rückt der Traum, das biologische Altern genau zu messen – und sogar zu verlangsamen – immer näher. Vorerst könnte die Möglichkeit, die „Alterungsgeschwindigkeit“ mit einem einfachen Bluttest zu bestimmen, eine bahnbrechende Entwicklung in der Gesundheitsvorsorge darstellen.