Ποια είναι η βιολογική σας ηλικία; Ένα νέο «ρολόι γήρανσης» έχει την απάντηση PlatoBlockchain Data Intelligence. Κάθετη αναζήτηση. Ολα συμπεριλαμβάνονται.

Ποια είναι η βιολογική σας ηλικία; Ένα νέο «ρολόι γήρανσης» έχει την απάντηση

Χρονική σήμανση: 24 Μαΐου 2022 10:00 π.μ.
ρολόι γήρανση μακροζωία

Πόσο χρονών είσαι αλήθεια;

Φαίνεται σαν μια απλή ερώτηση. Βασίζεται στο πότε γεννιέσαι. Ωστόσο, όλοι γνωρίζουμε ανθρώπους που φαίνονται πολύ νεότεροι από τη χρονολογική τους ηλικία. Έχουν λαμπερό δέρμα και μαλλιά. Φαίνονται πιο αιχμηρά από ό,τι υποδηλώνει η ηλικία τους. Είναι πολύ δραστήριοι με εκπληκτική ενέργεια.

Γιατί; Μελέτες έχουν επανειλημμένα δείξει ότι τα κύτταρα, οι ιστοί και οι άνθρωποι έχουν μια «βιολογική ηλικία» που μπορεί να αντιστοιχεί ή να μην αντιστοιχεί στο πόσο χρονών είναι όσον αφορά τα γενέθλια. Μακροβιότητα οι επιστήμονες έχουν λάβει υπόψη. Καθώς εξετάζουν τι μας κάνει να γερνάμε, εμφανίζεται μια κύρια μέτρηση: ένα βιολογικό ρολόι γήρανσης—ένα μέτρο που αντανακλά την ηλικία του σώματός σας ανεξάρτητα από τα χρόνια σας στη Γη.

Ένα από τα πιο δημοφιλή ρολόγια γήρανσης βυθίζεται βαθιά στα κύτταρά μας. Καθώς γερνάμε, το γονιδίωμά μας προσθέτει κομμάτια χημικών ουσιών που αλλάζουν την έκφραση των γονιδίων τους. Αυτοί οι δείκτες, που ονομάζονται επιγενετικές τροποποιήσεις, συνήθως απλώς ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται όπως το Velcro. Αλλά με την ηλικία, ορισμένα κομμάτια του γονιδιώματος προσθέτουν πολύ περισσότερα κομμάτια, τα οποία ουσιαστικά λειτουργούν για να κλείσουν τα γονίδια.

Με άλλα λόγια, τα κύτταρά μας έχουν επιγενετική ηλικία (EpiAge). Τι σημαίνει όμως, αν μη τι άλλο, το ρολόι για μακροζωία;

Γνωρίστε τον Ωρολογοποιό

Ο Δρ Steve Horvath είχε το βλέμμα του στην παράταση της διάρκειας ζωής από τότε που ήταν έφηβος. Ως βιομαθηματικός, έβαλε τα μάτια του στη χρήση υπολογιστικής μοντελοποίησης και τεχνητής νοημοσύνης για να «καταλάβετε πώς να παρατείνετε τη ζωή."

Αλλά για να βρει το κλειδί, χρειαζόταν εστίαση. Η ιδέα του Horvath προήλθε από την επιγενετική — έναν ισχυρό τρόπο με τον οποίο το σώμα μας ελέγχει την έκφραση του DNA χωρίς να αλλοιώνει τους ίδιους τους κλώνους του DNA. Η επιγενετική είναι ένας εξαιρετικά ρευστός χορός, με πολλαπλά χημικά συστατικά που μανδαλώνουν ή πέφτουν από τους κλώνους του DNA. Ο επιγενετικός χορός αλλάζει με την ηλικία, αν και κάποιες αλλαγές φαίνονται συνεπείς με την πάροδο του χρόνου. Αυτό οδήγησε τον Horvath να αναρωτηθεί: μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτούς τους επιγενετικούς δείκτες για να μετρήσουμε την ηλικία ενός κυττάρου;

Προφανώς, η απάντηση είναι ναι. Αφού συγκέντρωσε και ανέλυσε πάνω από 13,000 ανθρώπινα δείγματα, ο Horvath βρήκε μια εντυπωσιακή μεζούρα για τη γήρανση. Το κλειδί ήταν ένας τύπος επιγενετικής τροποποίησης που ονομάζεται μεθυλίωση, η οποία τείνει να στηρίζεται σε σημεία DNA που ονομάζονται νησίδες CpG. (Όλοι χρειαζόμαστε ένα καλοκαιρινό διάλειμμα!)

Η ομάδα του ανέπτυξε έναν αλγόριθμο για τη βιολογική ηλικία - ένα κυτταρικό βιολογικό ρολόι - που εντυπωσίασε τους ερευνητές μακροζωίας με την ακρίβειά του σε όλο το σώμα. Αντί για εφάπαξ, το EpiAge φαίνεται να λειτουργεί για πολλαπλά όργανα και ιστούς, δυνητικά φωτίζοντας πώς συμβαίνει η γήρανση.

«Ήθελα να αναπτύξω μια μέθοδο που θα λειτουργούσε σε πολλούς ή περισσότερους ιστούς. Ήταν ένα πολύ ριψοκίνδυνο έργο», είπε τότε ο Horvath.

Το διάμεσο σφάλμα του ρολογιού ήταν 3.6 χρόνια, που σημαίνει ότι μπορούσε να μετρήσει την ηλικία ενός ατόμου μέσα σε 43 μήνες. Ακόμα πιο εντυπωσιακό, το ρολόι χρησιμοποίησε ένα απλό στατιστικό μοντέλο, το οποίο εξέταζε έναν ορισμένο τύπο επιγενετικής τροποποίησης - μεθυλίωση DNA - σε δύο μόνο θέσεις στόχους στο DNA. Το μόνο που χρειάστηκε ήταν ένα δείγμα σάλιου. Με περισσότερη δουλειά, ο Horvath βρήκε ακόμη περισσότερα μοτίβα που αντανακλούσαν την ηλικία ορισμένων τύπων κυττάρων, όπως π.χ νευρώνες και των κυττάρων του αίματος. Το τεστ ήταν «εκπληκτικά καλό», είπε ο Kevin Bryant στη Zymo Research, μια εταιρεία βιοτεχνολογίας στο Irvine της Καλιφόρνια. τότε.

Το EpiAge άρχισε επίσης να ψάχνει κάτω από το πέπλο. «Η διαφορά μεταξύ της επιγενετικής ηλικίας όπως εκτιμάται από αυτά τα ρολόγια και της χρονολογικής ηλικίας αναφέρεται ως επιτάχυνση EpiAge», είπαν οι συγγραφείς. «Επιδημιολογικές μελέτες έχουν συνδέσει την επιτάχυνση του EpiAge με μια μεγάλη ποικιλία παθολογιών, καταστάσεων υγείας, τρόπου ζωής, ψυχικής κατάστασης και περιβαλλοντικών παραγόντων, υποδεικνύοντας ότι τα επιγενετικά ρολόγια επηρεάζουν κρίσιμες βιολογικές διεργασίες που εμπλέκονται στη γήρανση».

Ωστόσο, ένα κραυγαλέο ερώτημα παρέμενε: τι ακριβώς μετράει το ρολόι EpiAge;

Τα Χαρακτηριστικά της Γήρανσης

Αν δυσκολεύεστε να συνδέσετε τις επιγενετικές τροποποιήσεις με τη γήρανση, το νιώθω. Πώς και γιατί οι ουσιαστικά «μαγνήτες ψυγείου» για το γονιδίωμα αλλάζουν κάτι;

Επιτρέψτε μου να σας συστήσω τον τροχό της γήρανσης.

Μεγεθύνοντας τα γονίδιά μας, το γονιδίωμα γίνεται πιο ασταθές – πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχουν περισσότερες πιθανότητες για μεταλλάξεις. Τα τελομερή, το προστατευτικό κάλυμμα των γονιδίων, εξαφανίζονται. Οι πρωτεΐνες αρχίζουν να συμπεριφέρονται αδιάφορα, μερικές φορές σχηματίζοντας συστάδες που φράζουν το σύστημα διάθεσης των αποβλήτων του κυττάρου, οδηγώντας δυνητικά σε Αλτσχάιμερ και άλλες νευροεκφυλιστικές διαταραχές. Το εργοστάσιο ενέργειας του κυττάρου, τα μιτοχόνδρια, εκτοξεύσεις και δυσλειτουργίες. Τα κύτταρα δεν μπορούν πλέον να αισθανθούν τα θρεπτικά συστατικά που επιπλέουν. Ακόμη χειρότερα, ορισμένα κύτταρα εγκαταλείπουν εντελώς και μετατρέπονται σε γηρασμένα «κύτταρα ζόμπι»—δεν πεθαίνουν, αλλά δεν εκτελούν κανονικές λειτουργίες, αντί να εκτοξεύουν τοξικές χημικές ουσίες του ανοσοποιητικού.

Το θέμα είναι ότι δεν ξέρουμε γιατί συμβαίνουν αυτοί οι διαφορετικοί τύποι γήρανσης. Και όταν μετράμε την ηλικία, δεν ξέρουμε πώς τα γερασμένα ρολόγια αντιστοιχούν σε αυτά τα χαρακτηριστικά. Αυτός είναι εν μέρει ο λόγος που υπάρχουν πολλαπλά ρολόγια παλαίωσης. Το EpiAge είναι ένα. Το άλλο είναι (δεν αστειεύομαι) Δέρμα & αίμα, το οποίο «προβλέπει τη διάρκεια ζωής και σχετίζεται με πολλές παθήσεις που σχετίζονται με την ηλικία».

In μια νέα μελέτη, δημοσιευτηκε σε Γήρανση της φύσης, Horvath και ο Dr. Ken Raj στα Altos Labs έκαναν ένα πρώτο βήμα για να συνδέσουν το επιγενετικό ρολόι με τα χαρακτηριστικά της γήρανσης. Χρησιμοποιώντας δωρεά ανθρώπινων κυττάρων από 14 υγιείς ανθρώπους -που αναπτύχθηκαν μέσα σε δοχεία στο εργαστήριο- η ομάδα χώρισε τα κύτταρα σε τέσσερις ομάδες. Το ένα υποβλήθηκε σε ακτινοβολία, ένα άλλο τροποποιήθηκε για να γίνει καρκινικό και ένα τρίτο μετατράπηκε σε γηρασμένα κύτταρα «ζόμπι». Η τέταρτη ομάδα έμεινε μόνη της χωρίς καμία θεραπεία.

Αυτές οι θεραπείες αντικατοπτρίζουν τα κύρια χαρακτηριστικά της γήρανσης, εξήγησαν οι συγγραφείς. Η ακτινοβολία σε μικρές δόσεις, για παράδειγμα, αποσταθεροποιεί το γονιδίωμα που μιμείται τη γήρανση, και τα κύτταρα γήρωσαν μόλις δύο εβδομάδες. Κύτταρα που μοιάζουν με καρκίνο γερνούσαν επίσης πολύ σε λίγες μόνο ημέρες. Ωστόσο, παραδόξως, τα κύτταρα δεν γερνούσαν σύμφωνα με το EpiAge, ακόμη και όταν δοκιμάστηκαν σε άλλα κύτταρα. «Αυτά τα αποτελέσματα, που προέκυψαν μέσω έρευνας χρησιμοποιώντας διαφορετικά πρωτεύοντα κύτταρα ανθρώπου και ποντικιού και πολλαπλές δόσεις και σχήματα ακτινοβολίας, αποδεικνύουν ότι η επιγενετική γήρανση…δεν επηρεάζεται από τη γονιδιωματική αστάθεια που προκαλείται από σπασίματα DNA που προκαλούνται από την ακτινοβολία», ανέφεραν οι συγγραφείς.

Με άλλα λόγια, αυτό που μετρά το EpiAge - αλλαγές στο επιγονιδίωμα CpG ενός κυττάρου - δεν προβλέπει απαραίτητα την κατάσταση γήρανσης ενός κυττάρου "ζόμπι". Ομοίως, το ρολόι δεν φαινόταν να ταιριάζει με προβλήματα τελομερών ή γενική σταθερότητα γονιδιώματος.

Τι ταίριαξε; Ενέργεια. Διασπώντας το, το EpiAge σχετίζεται με την ικανότητα ενός κυττάρου να αισθάνεται θρεπτικά συστατικά - ένα βασικό σήμα που του λέει να μεγαλώσει, να αναπαραχθεί ή να συρρικνωθεί. Ένας άλλος συσχετιστής είναι η δραστηριότητα των μιτοχονδρίων, η οποία παράγει ενέργεια για το κύτταρο. Τέλος, το EpiAge φαίνεται επίσης να αντανακλά την ποσότητα των βλαστοκυττάρων στα δείγματα, η οποία αλλάζει από νωρίς.

«Η παρατήρηση ότι η γήρανση ξεκινά τόσο νωρίς στη ζωή είναι δυνατή, επειδή η ηλικία μπορεί πλέον να μετρηθεί με βάση τη βιολογία του κυττάρου αντί του χρόνου», είπαν οι συγγραφείς. Για τα γερασμένα ρολόγια, «αυτή η μέτρηση επιτρέπει την ανάκριση της σχέσης μεταξύ ηλικίας και μακροζωίας».

Ενώ τα γερασμένα ρολόγια γίνονται όλο και περισσότερο mainstream, το ερώτημα είναι τι ακριβώς μετράει το καθένα. «Ο ενθουσιασμός που ακολούθησε την ανάπτυξη των επιγενετικών ρολογιών έχει χρωματιστεί με αβεβαιότητα ως προς το νόημα των μετρήσεών τους».

Αυτή η μελέτη είναι από τις πρώτες που συνέδεσε ένα ισχυρό ρολόι γήρανσης με τα χαρακτηριστικά της γήρανσης. «Η σύνδεση της επιγενετικής γήρανσης με τέσσερα από τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα της γήρανσης υποδηλώνει ότι αυτά τα χαρακτηριστικά είναι επίσης αμοιβαία συνδεδεμένα σε βαθύτερα επίπεδα», έγραψαν οι συγγραφείς.

Με άλλα λόγια, έχουμε αρχίσει να κοιτάμε τι ενώνει τις πολλαπλές φλέβες της γήρανσης. «Η απουσία σύνδεσης μεταξύ των άλλων χαρακτηριστικών της γήρανσης και της επιγενετικής γήρανσης υποδηλώνει ότι η γήρανση είναι συνέπεια πολυπαράλληλων μηχανισμών», ανέφεραν οι συγγραφείς. Μερικά μπορεί να οφείλονται σε επιγενετικές αλλαγές. άλλοι απλώς λόγω φθοράς. Φέρτε στο γερασμένο πολυσύμπαν της τρέλας.

Image Credit: Εικονίδια8_team από Pixabay

Σφραγίδα ώρας:

Περισσότερα από Κέντρο μοναδικότητας