Epigenetik und KI: „Altern ist eine Krankheit“

Artikel von Michaela Seiser

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DNA-Sequenzierung in einem Forschungszentrum der Universität Mainz© dpa

Die Gesundheitskosten in westlichen Gesellschaften steigen stetig. Das liegt auch an der alternden Bevölkerung und an einem Mangel an Vorsorge. Wenn man Krankheiten früher erkennen und die Folgen des Alterns zeitlich nach hinten schieben könnte, wäre viel zu gewinnen, wissen die Fachleute. In Zukunft könnten Epigenetik und Künstliche Intelligenz (KI) einen entscheidenden Beitrag leisten, die Lebensqualität zu verbessern und die Kosten zu senken. Diese Ansicht vertreten der bulgarische Investor Andrey Bachvarov und die amerikanische Biomedizinforscherin Dina Zielinski im Gespräch mit der F.A.Z. anlässlich der TED-KI-Konferenz in Wien. Bachvarov, promovierter Computerwissenschaftler, beschäftigt sich mit KI für praktische Anwendungen und hat eine Reihe von Unternehmen gegründet. Die Molekularbiologin und Bioinformatikerin Zielinski hat an der Sorbonne-Universität und der Harvard Medical School studiert und ist in Paris tätig. Im Verständnis von menschlicher Gesundheit und Krankheit hätten ihr die eigenen Erfahrungen mit Brustkrebs geholfen, sagt sie.

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Epigenetik ist ein Teilgebiet der Biologie und beschäftigt sich mit der Frage, wie weit wir durch unsere Gene gesteuert sind und wie weit die Umwelt diese Grundlage beeinflusst. Daraus leitet sich wiederum ab, wie gesund wir im Alter sind. Und das funktioniert über Biomarker, typische biologische Merkmale, die auf eine Krankheit hinweisen. Deren ökonomische Bedeutung wächst rasch wegen der Zunahme chronischer Krankheiten, der Fortschritte in genomischen Verfahren, der steigenden Nachfrage nach personalisierter Medizin sowie der Förderung von Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten. „Wir versuchen, diese zu identifizieren und uns einen Weg durch sie zu bahnen, sodass wir umsetzbare Ratschläge erstellen können“, sagt Zielinski. Dafür sei KI notwendig, um eine für praktische Zwecke nutzbare Erkenntnis zu gewinnen.

Genetik ist wenig deterministisch

DNA sei die Hardware, sagt die Wissenschaftlerin. „Aber Epigenetik ist die Software, die auf der DNA-Hardware steht. Und so kann die Epigenetik durch die Umwelt, durch das Verhalten beeinflusst werden.“ Sehr wenig in der Genetik sei deterministisch. „Sie können ein Risiko für Alzheimer haben oder für Brustkrebs. Die Epigenetik kann uns Hinweise darauf geben, was genau wir tun können. So können Sie es messen und sehen, was tatsächlich funktioniert. Ihr Genom wird nicht reagieren. Ihr Epigenom kann uns sagen, ob diese Änderungen des Lebensstils tatsächlich einen Unterschied machen.“

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Bachvarov vergleicht den Versuch, die Gesundheit zu verbessern, ohne das Epigenom zu lesen, wie das Bestreben, ohne eine Waage abzunehmen. „Das Problem mit unserem Genom ist, dass wir für Tausende von Krankheiten prädisponiert sein könnten. Damit eine bestimmte Krankheit, die in unserem Genom lebt, an die Oberfläche kommt oder sich ausdrücken kann, muss sie ein- oder ausgeschaltet werden. Und diese Schalter finden wir im Epigenom.“ Der Investor will den Genauigkeitsgrad solcher Untersuchungen nicht konkretisieren, hält aber mehr als 90 Prozent für möglich. Inzwischen seien solche Tests für 1000 Dollar möglich und damit auf einem Niveau mit Gentests. „Wir hoffen, dass es bald einen Dollar kosten wird. Das ist die Richtung, in die wir uns bewegen.“

Damit wären derartige Untersuchungen für weite Teile der Bevölkerung hilfreich, glaubt Bachvarov: „Es würde den Zugang zu wichtigen Gesundheitsinformationen demokratisieren. Und es ist auch für Lebens- und Krankenversicherungen relevant, es wird die Kosten für die medizinische Risikobewertung ersetzen, die Versicherungen zur Erstellung von Preisprämien verwenden.“ Viele Versicherungen beurteilten zu oberflächlich und unpersönlich, nach Wohnort, Alter und Beruf. „Dabei entgehen ihnen die Langlebigkeitsrisiken. Diese kombinieren mehr Faktoren.“ Versicherungen würden damit von einem Risikomanager zu einem Gesundheitsmanager werden. Es würde für alle Beteiligten die Kosten verringern. Schließlich sei Vorsorge immer günstiger als die reparative Medizin. Bachvarov nennt einen weiteren Vorteil: Betrugsprävention bei Krankenversicherungen. Betrügereien machen nach seiner Einschätzung drei bis zehn Prozent der gesamten Gesundheitsausgaben aus. In einer amerikanischen Analyse ist sogar von bis zu 15 Prozent die Rede.

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Beide Fachleute nennen aber auch den heiklen Aspekt des Datenschutzes und der Ethik. Nach ihrer Einschätzung sollten Gentests nicht auf die gleiche Stufe gestellt werden mit epigenetischen Tests. „Wir sollten nicht diskriminieren oder verurteilen, womit wir geboren wurden. Aber wir sollten dafür verantwortlich gemacht werden, wie wir damit umgehen.“

Fahrlässiges Verhalten vermeiden

Zielinski räumt jedoch ein, dass es auch eine Menge Faktoren gibt, die man nur bedingt kontrollieren kann, etwa Umweltverschmutzung und Pestizide. Es gehe darum, fahrlässiges Verhalten zu vermeiden. Zudem beklagen die beiden Fachleute das Problem des Kurzfristdenkens. Das Gesundheitssystem konzentriere sich darauf, eine Krankheit zu behandeln, sobald die Symptome einsetzten. Chronische Krankheiten wie Krebs, neurodegenerative Erkrankungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen träten aber nicht nur in höherem Alter auf. „Wenn wir also eingreifen können, wenn Sie jünger sind, würde das später die Kosten erheblich senken“, sagt Zielinski.

„Altern ist eine Krankheit“, ergänzt Bachvarov. Es sei das größte Risiko für chronische Krankheiten. Daher sei es wichtig, das biologische Alter zu verstehen, das sich stark vom chronologischen Alter unterscheiden könne, weil es den tatsächlichen Zustand des Körpers zeige. Forscher identifizierten demnach zwei markante Punkte im Alter von 44 und von 60 Jahren, in denen Menschen plötzlich dramatisch alterten. Es gebe also ein Programm, „und wenn wir dieses Programm besser verstehen können, können wir eingreifen. Denn das Altern kann nicht nur verlangsamt, sondern auch rückgängig gemacht werden.“ Und das sei wichtig, wenn das Ziel Langlebigkeit im Vordergrund stehe. „Worauf wir uns wirklich konzentrieren, ist, dass man die Anzahl der Jahre, die man in guter Verfassung verbringt, erweitern möchte.“

Zielinski verweist auf Frauen. Sie lebten im Durchschnitt länger als Männer. „Aber wir verbringen viel mehr Zeit unseres Lebens in schlechter Gesundheit. Wir schauen also nicht darauf, dass Frauen bereits länger leben. Was wir tun müssen, ist, die Lücke zu schließen und die Zeit, die wir in schlechter Gesundheit verbringen, zu verkürzen.“ In der Vergangenheit sei das Thema Frauengesundheit vernachlässigt worden.

Große Datenbank in Island

Epigenetik ist eine relativ junge Untersuchungsdisziplin. Daher gibt es noch zu wenige Erfahrungen damit. In Island, so Zielinski, gebe es eine beachtliche Datenbank der Bevölkerung zur Entschlüsselung der Gene. „Die Isländer waren in der Lage, dies zu nutzen, was für die Bevölkerung tatsächlich gesundheitliche Vorteile brachte. Sie waren in der Lage, auf der Grundlage der isländischen Daten Medikamente zu entwickeln.“ Insgesamt verfüge auch Westeuropa über eine Menge digitaler Daten, sagt Bachvarov und verweist auf Skandinavien als positives Beispiel.

Denn: Um das Altern wirklich so gut zu verstehen, dass sich damit die gesundheitliche Situation der gesamten Bevölkerung verbessern lässt, brauche es große Datenmengen. Und hier komme Künstliche Intelligenz ins Spiel. Die beiden Experten nennen die sogenannte multimodale agentische KI als wichtigen Faktor. Es gehe um maschinelle Lernmodelle, die in der Lage seien, Daten aus mehreren Datentypen zu verarbeiten und zu integrieren. Die agentische KI als autonomes KI-System, das selbständig agieren könne, um vorgegebene Ziele zu erreichen, das habe in weniger als einem Jahr alles auf den Kopf gestellt. „So werden dann neue Biomarker entdeckt und das Gesamtbild vollständiger.“

Unterschiedlich sei der Umgang mit Daten, wie sowohl Bachvarov als auch Zielinski einräumen. Er bewege sich an der Schnittstelle von Gesundheitsrecht, Datenschutz, Antidiskriminierungsrecht, Forschungsethik und Regulierung. In der EU seien dabei die Anforderungen hoch: Genetische Daten würden als besondere Kategorie klassifiziert, deren Verarbeitung nur auf Basis einer Rechtsgrundlage und meist ausdrücklicher Einwilligung erlaubt ist. Oder mit spezifischen Ausnahmen – und dazu zählen Faktoren wie die Gesundheit oder Forschung im öffentlichen Interesse.