COVID-19 beschleunigt das epigenetische Altern nachweislich über drei Jahre
Eine Längsschnittstudie mit 54 Erwachsenen zeigt, dass eine COVID-19-Infektion die biologische Alterung anhand mehrerer epigenetischer Uhren signifikant beschleunigt.
Zusammenfassung
Forscher verfolgten die epigenetische Alterung bei 54 Erwachsenen mittleren bis höheren Alters über drei Jahre und sammelten Blutproben kurz vor der COVID-19-Pandemie sowie erneut gegen deren Ende. Mithilfe von acht epigenetischen Uhren stellten sie fest, dass die 27 Teilnehmer, die sich mit COVID-19 infiziert hatten, eine signifikant stärkere epigenetische Altersbeschleunigung aufwiesen als die 27 nicht infizierten Teilnehmer. Drei Uhren – DNAmGrimAge, DNAmGrimAge2 und DNAmFitAge – zeigten nach Anpassung an Ausgangsvariablen eine statistisch signifikante Beschleunigung bei infizierten Personen. Bei weiblichen Teilnehmern waren die Effekte auf bestimmte Uhren stärker ausgeprägt. Die Studie identifizierte außerdem bemerkenswerte Methylierungsveränderungen in Genen, die mit der Spermatogenese (H1FNT) und der Immunfunktion (CSTL1) in Zusammenhang stehen, was darauf hindeutet, dass COVID-19 eine dauerhafte epigenetische Signatur hinterlässt, die potenzielle langfristige gesundheitliche Folgen haben könnte.
Detaillierte Zusammenfassung
Biologisches Altern wird nicht allein durch den Kalender bestimmt – DNA-Methylierungsmuster, die durch epigenetische Uhren ausgelesen werden können, erfassen die kumulativen Auswirkungen von Lebensstil, Umwelt und Krankheit auf das Alterungstempo. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass COVID-19 diesen Prozess beschleunigt, doch bevor diese Studie durchgeführt wurde, fehlten langfristige Längsschnittdaten bei in der Gemeinschaft lebenden Erwachsenen.
Forschende der Ungarischen Universität für Sportwissenschaften nahmen 54 Freiwillige (35 weiblich, 19 männlich; überwiegend mittleren bis höheren Alters) auf, deren Blut Ende 2019, kurz vor Beginn der Pandemie, abgenommen wurde. Folgeproben wurden etwa drei Jahre später, von Ende 2022 bis Anfang 2023, gesammelt. Von den 54 Teilnehmenden gaben 27 an, im Laufe des Zwischenzeitraums an COVID-19 erkrankt zu sein. Körperliche Fitnessmaßnahmen – VO₂ max, Griffstärke und vertikale Sprungkraft – wurden ebenfalls zu beiden Zeitpunkten erhoben. Acht validierte epigenetische Uhren wurden auf DNA-Methylierungsdaten aus Vollblut angewandt, die mittels des Illumina EPIC-Arrays gewonnen wurden.
Im gesamten Kollektiv zeigte das Bild der epigenetischen Uhren gemischte Ergebnisse: DNAmAge wies über die drei Jahre eine beschleunigte Alterung auf, während fünf Uhren (DNAmAgeSkinBlood, DNAmAgeHannum, DNAmFitAge, PhenoAge und DNAmTL) eine verlangsamte Alterung anzeigten – was wahrscheinlich auf Unterschiede in den jeweils erfassten biologischen Prozessen zurückzuführen ist. Entscheidend ist, dass beim Vergleich der infizierten und nicht infizierten Gruppen nach Adjustierung für Ausgangsalter, BMI, Geschlecht und Fitnessvariablen eine COVID-19-Infektion mit einer signifikant stärkeren epigenetischen Altersbeschleunigung bei DNAmGrimAge (p=0,024), DNAmGrimAge2 (p=0,047) und DNAmFitAge (p=0,032) assoziiert war. GrimAge-Uhren sind besonders bemerkenswert, da sie stark prädiktiv für Mortalität und Morbidität sind. Weibliche Teilnehmende zeigten einen stärkeren DNAmAge-Beschleunigungseffekt und wiesen zudem eine verlangsamte Alterung bei SkinBloodClock und DNAmTL auf, was auf geschlechtsspezifische epigenetische Reaktionen auf COVID-19 hindeutet.
Auf der Ebene einzelner CpG-Stellen zeigte sich die stärkste Methylierungsabnahme in der Promotorregion von H1FNT, einem Gen, das ein hodenspezifisches Histon kodiert, das für die Spermatogenese wichtig ist, während der Promotor von CSTL1 (kodierend für Cystatin-ähnlich 1, beteiligt an der Immunregulation) den größten Anstieg aufwies. Diese Befunde legen nahe, dass COVID-19 epigenetische Spuren an Genen hinterlassen kann, die nicht direkt an der Immunantwort beteiligt sind.
Die Autorinnen und Autoren schlussfolgern, dass COVID-19 einen milden, aber messbaren langfristigen Effekt auf das epigenetische Altern ausübt, was mit früheren Kurzzeitstudien übereinstimmt, die nach einer Infektion Anstiege bei PhenoAge und GrimAge zeigten. Bedeutsam ist, dass das 3-jährige Längsschnittdesign diese Studie von Querschnittsarbeiten unterscheidet und die Erfassung anhaltender statt vorübergehender epigenetischer Effekte ermöglicht. Dennoch schränken die geringe Stichprobengröße, der selbst berichtete Infektionsstatus ohne PCR-Bestätigung, das Fehlen von Daten zur COVID-19-Schwere oder Impfung sowie die fehlende Möglichkeit, alle Lebensstiländerungen während der Pandemie zu kontrollieren, definitive Schlussfolgerungen ein.
Wichtigste Erkenntnisse
- COVID-19 infection significantly accelerated epigenetic aging on DNAmGrimAge, DNAmGrimAge2, and DNAmFitAge over 3 years.
- Female participants showed stronger COVID-19-associated DNAmAge acceleration than males.
- H1FNT promoter methylation decreased most significantly, while CSTL1 promoter methylation increased the most.
- Eight clocks gave mixed signals overall, with one showing acceleration and five showing slowed aging across the full cohort.
- GrimAge-based clocks, which best predict mortality risk, were the ones most sensitive to COVID-19 exposure.
Methodik
Eine prospektive 3-jährige Längsschnittstudie mit 54 Erwachsenen, bei denen die DNA-Methylierung im Blut mittels Illumina EPIC Array vor der Pandemie (Oktober–November 2019) und danach (Oktober 2022–Januar 2023) untersucht wurde. Acht epigenetische Uhren wurden berechnet und zwischen 27 Teilnehmern mit selbstberichteter COVID-19-Infektion und 27 nicht infizierten Teilnehmern verglichen, wobei eine lineare Regression mit Anpassung für Ausgangsalter, Geschlecht, BMI und Fitnessvariablen durchgeführt wurde.
Studienlimitierungen
Der Infektionsstatus wurde selbst angegeben, ohne PCR-Bestätigung, und der Schweregrad von COVID-19, der Zeitpunkt sowie der Impfstatus wurden nicht systematisch erfasst. Die Stichprobengröße von 54 Teilnehmern schränkt die statistische Aussagekraft und Verallgemeinerbarkeit ein. Pandemiebedingte Veränderungen des Lebensstils (reduzierte körperliche Aktivität, Stress, veränderte Ernährungsgewohnheiten) in beiden Gruppen könnten die epigenetischen Befunde verfälschen.
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