Was ist Ihr biologisches Alter? Eine neue „alternde Uhr“ hat die Antwort PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikale Suche. Ai.

Was ist Ihr biologisches Alter? Eine neue „alternde Uhr“ hat die Antwort

Zeitstempel: 24. Mai 2022, 10:00 Uhr
Langlebigkeit der Uhr

Wie alt bist du wirklich?

Es scheint eine einfache Frage zu sein. Es basiert darauf, wann du geboren bist. Dennoch kennen wir alle Menschen, die viel jünger erscheinen als ihr chronologisches Alter. Sie haben strahlende Haut und Haare. Sie wirken schärfer, als ihr Alter vermuten lässt. Sie sind sehr aktiv mit erstaunlicher Energie.

Wieso den? Studien haben wiederholt gezeigt, dass Zellen, Gewebe und Menschen ein „biologisches Alter“ haben, das ihrem Geburtstag entsprechen kann oder nicht. Langlebigkeit Wissenschaftler haben es zur Kenntnis genommen. Als sie untersuchen, was uns altern lässt, taucht eine wichtige Metrik auf: eine biologische Alterungsuhr – ein Maß, das das Alter Ihres Körpers unabhängig von Ihren Jahren auf der Erde widerspiegelt.

Eine der beliebtesten Alterungsuhren taucht tief in unsere Zellen ein. Wenn wir älter werden, fügen unsere Genome Brocken von Chemikalien hinzu, die ihre Genexpression verändern. Diese Marker, die als epigenetische Modifikationen bezeichnet werden, werden normalerweise einfach wie Klettverschlüsse an- und abgezogen. Aber mit zunehmendem Alter fügen bestimmte Teile des Genoms weitaus mehr Teile hinzu, die im Wesentlichen dazu dienen, die Gene abzuschalten.

Mit anderen Worten, unsere Zellen haben ein epigenetisches Alter (EpiAge). Aber was bedeutet die Uhr, wenn überhaupt, für die Langlebigkeit?

Treffen Sie den Uhrmacher

Dr. Steve Horvath hatte schon als Teenager ein Auge auf die Verlängerung der Lebensdauer geworfen. Als Biomathematiker richtete er sein Augenmerk auf die Verwendung von Computermodellierung und KI, um „verstehen, wie man das Leben verlängert."

Aber um den Schlüssel zu finden, brauchte er einen Fokus. Horvaths Idee stammt aus der Epigenetik – einer wirkungsvollen Methode, mit der unser Körper die DNA-Expression kontrolliert, ohne die DNA-Stränge selbst zu verändern. Epigenetik ist ein extrem fließender Tanz, bei dem mehrere chemische Komponenten an DNA-Stränge anhaften oder von ihnen abfallen. Der epigenetische Tanz ändert sich mit dem Alter, obwohl einige Änderungen im Laufe der Zeit konsistent zu sein scheinen. Dies veranlasste Horvath zu der Frage: Können wir diese epigenetischen Marker verwenden, um das Alter einer Zelle zu messen?

Anscheinend ist die Antwort ja. Nach dem Sammeln und Analysieren von über 13,000 menschlichen Proben fand Horvath ein beeindruckendes Maßband für das Altern. Der Schlüssel war eine Art epigenetische Modifikation namens Methylierung, die dazu neigt, auf DNA-Flecken zu ruhen, die als CpG-Inseln bezeichnet werden. (Wir alle brauchen eine Sommerpause!)

Sein Team entwickelte einen Algorithmus für das biologische Alter – eine zelluläre biologische Uhr – der Langlebigkeitsforscher mit seiner Genauigkeit im ganzen Körper beeindruckte. EpiAge scheint nicht einmalig zu sein, sondern scheint für mehrere Organe und Gewebe zu wirken und möglicherweise Licht darauf zu werfen, wie das Altern abläuft.

„Ich wollte eine Methode entwickeln, die in vielen oder den meisten Geweben funktioniert. Es war ein sehr riskantes Projekt“, sagte Horvath damals.

Der mittlere Fehler der Uhr betrug magere 3.6 Jahre, was bedeutet, dass sie das Alter einer Person innerhalb von 43 Monaten messen konnte. Noch beeindruckender war, dass die Uhr ein einfaches statistisches Modell verwendete, das eine bestimmte Art von epigenetischer Modifikation – DNA-Methylierung – an nur zwei Zielstellen auf der DNA untersuchte. Alles, was es brauchte, war eine Speichelprobe. Mit mehr Arbeit fand Horvath noch mehr Muster, die das Alter bestimmter Zelltypen widerspiegeln, wie z Neuronen und Blutkörperchen. Der Test war „erstaunlich gut“, sagte Kevin Bryant von Zymo Research, einem Biotechnologieunternehmen in Irvine, Kalifornien damals.

EpiAge begann auch, unter den Schleier zu schauen. „Die Diskrepanz zwischen dem von diesen Uhren geschätzten epigenetischen Alter und dem chronologischen Alter wird als EpiAge-Beschleunigung bezeichnet“, so die Autoren. „Epidemiologische Studien haben die EpiAge-Beschleunigung mit einer Vielzahl von Pathologien, Gesundheitszuständen, Lebensstil, Geisteszustand und Umweltfaktoren in Verbindung gebracht, was darauf hindeutet, dass epigenetische Uhren kritische biologische Prozesse anzapfen, die am Altern beteiligt sind.“

Doch eine eklatante Frage blieb: Was genau misst die Uhr von EpiAge?

Die Kennzeichen des Alterns

Wenn Sie Probleme haben, epigenetische Modifikationen mit dem Altern in Verbindung zu bringen, fühle ich Sie. Wie und warum verändern eigentlich „Kühlschrankmagnete“ für das Genom etwas?

Lassen Sie mich Ihnen das Rad des Alterns vorstellen.

Zoomt man auf unsere Gene, wird das Genom instabiler – was bedeutet, dass es mehr Chancen für Mutationen gibt. Telomere, die Schutzkappe der Gene, verkümmern. Proteine ​​fangen an, sich wackelig zu verhalten, bilden manchmal Klumpen, die das Abfallentsorgungssystem der Zelle verstopfen, was möglicherweise dazu führt Alzheimer und andere neurodegenerative Erkrankungen. Die Energiefabrik der Zelle, die Mitochondrien, stottert und funktioniert nicht richtig. Zellen können keine herumschwimmenden Nährstoffe mehr wahrnehmen. Schlimmer noch, einige Zellen geben vollständig auf und verwandeln sich in seneszente „Zombiezellen“ – sie sterben nicht, erfüllen aber keine normalen Funktionen, sondern stoßen stattdessen giftige Immunchemikalien aus.

Die Sache ist, wir wissen nicht, warum diese verschiedenen Arten von Alterungsverhalten auftreten. Und bei der Altersmessung wissen wir nicht, wie alternde Uhren diesen Kennzeichen entsprechen. Dies ist teilweise der Grund, warum es mehrere alternde Uhren gibt. EpiAge ist einer. Ein anderer ist (kein Scherz) Haut & Blut, die „die Lebensdauer vorhersagt und sich auf viele altersbedingte Erkrankungen bezieht“.

In eine neue Studie, veröffentlicht in Naturalterung, Horvath und Dr. Ken Raj von Altos Labs unternahmen einen ersten Schritt, um die epigenetische Uhr mit den Merkmalen des Alterns zu verknüpfen. Unter Verwendung gespendeter menschlicher Zellen von 14 gesunden Menschen, die im Labor in Behältern gezüchtet wurden, teilte das Team die Zellen in vier Gruppen auf. Einer wurde mit Strahlung gezappt, ein anderer so verändert, dass er krebsartig wurde, und ein dritter verwandelte sich in seneszente „Zombie“-Zellen. Die vierte Gruppe wurde ohne Behandlung allein gelassen.

Diese Behandlungen spiegeln die Hauptmerkmale des Alterns wider, erklärten die Autoren. Strahlung in kleinen Dosen zum Beispiel destabilisiert das Genom, das das Altern nachahmt, und die Zellen altern in nur zwei Wochen. Auch krebsähnliche Zellen alterten in wenigen Tagen stark. Doch überraschenderweise alterten die Zellen laut EpiAge nicht, selbst wenn sie in anderen Zellen getestet wurden. „Diese Ergebnisse, die durch Untersuchungen mit verschiedenen primären menschlichen und Mauszellen und mehreren Strahlendosen und -schemata erzielt wurden, zeigen, dass das epigenetische Altern … nicht durch genomische Instabilität beeinflusst wird, die durch strahleninduzierte DNA-Brüche verursacht wird“, sagten die Autoren.

Mit anderen Worten, was EpiAge misst – Änderungen am CpG-Epigenom einer Zelle – sagt nicht unbedingt den „Zombie“-Seneszenzstatus einer Zelle voraus. Ebenso schien die Uhr nicht mit Telomerproblemen oder der allgemeinen Genomstabilität übereinzustimmen.

Was passte zusammen? Energie. EpiAge wird mit der Fähigkeit einer Zelle in Verbindung gebracht, Nährstoffe wahrzunehmen – ein Schlüsselsignal, das ihr sagt, dass sie wachsen, sich vermehren oder schrumpfen soll. Ein weiterer assoziierter Faktor ist die Aktivität der Mitochondrien, die Energie für die Zelle erzeugt. Schließlich scheint EpiAge auch die Menge an Stammzellen in den Proben widerzuspiegeln, die sich schon früh ändert.

„Die Beobachtung, dass das Altern so früh im Leben beginnt, ist möglich, weil das Alter jetzt anhand der Biologie der Zelle statt anhand des Zeitablaufs gemessen werden kann“, so die Autoren. Bei alternden Uhren „ermöglicht diese Messung die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Alter und Langlebigkeit.“

Während alternde Uhren immer mehr zum Mainstream werden, stellt sich die Frage, was genau jede Uhr misst. „Die Aufregung nach der Entwicklung epigenetischer Uhren war von Unsicherheit über die Bedeutung ihrer Messungen gefärbt.“

Diese Studie ist eine der ersten, die eine starke Alterungsuhr mit den Merkmalen des Alterns in Verbindung bringt. „Die Verbindung des epigenetischen Alterns mit vier der Kennzeichen des Alterns impliziert, dass diese Kennzeichen auch auf tieferen Ebenen miteinander verbunden sind“, schreiben die Autoren.

Mit anderen Worten, wir haben begonnen, einen Blick darauf zu werfen, was die vielfältigen Adern des Alterns vereint. „Das Fehlen einer Verbindung zwischen den anderen Alterungsmerkmalen und dem epigenetischen Altern legt nahe, dass das Altern eine Folge multiparalleler Mechanismen ist“, sagten die Autoren. Einige können auf epigenetische Veränderungen zurückzuführen sein; andere einfach aufgrund von Verschleiß. Bring das alternde Multiversum des Wahnsinns ins Spiel.

Bild-Kredit: Icons8_team für Pixabay

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