Qual è la tua età biologica? Un nuovo "orologio invecchiato" ha la risposta

Quanti anni hai, davvero?

Sembra una domanda semplice. Si basa su quando sei nato. Eppure conosciamo tutti persone che sembrano molto più giovani della loro età cronologica. Hanno pelle e capelli radiosi. Sembrano più nitidi di quanto la loro età suggerirebbe. Sono molto attivi con un'energia sorprendente.

Come mai? Gli studi hanno ripetutamente dimostrato che cellule, tessuti e persone hanno un'"età biologica" che può corrispondere o meno a quanti anni hanno in termini di compleanni. Longevità gli scienziati hanno preso atto. Mentre esaminano ciò che ci fa invecchiare, viene visualizzata una metrica principale: un orologio biologico dell'invecchiamento, una misura che riflette l'età del tuo corpo indipendentemente dai tuoi anni sulla Terra.

Uno degli orologi per l'invecchiamento più popolari si tuffa in profondità nelle nostre cellule. Con l'avanzare dell'età, i nostri genomi aggiungono frammenti di sostanze chimiche che alterano la loro espressione genica. Questi marcatori, soprannominati modificazioni epigenetiche, normalmente si attaccano e si staccano come il velcro. Ma con l'età, alcuni frammenti del genoma aggiungono molti più frammenti, che essenzialmente funzionano per spegnere i geni.

In altre parole, le nostre cellule hanno un'età epigenetica (EpiAge). Ma cosa significa, se non altro, l'orologio per la longevità?

Incontra l'Orologiaio

Il dottor Steve Horvath ha puntato sull'estensione della durata della vita sin da quando era un adolescente. Biomatematico, ha messo gli occhi sull'utilizzo della modellazione computazionale e dell'IA per "capire come allungare la vita."

Ma per trovare la chiave, aveva bisogno di concentrarsi. L'idea di Horvath derivava dall'epigenetica, un modo potente in cui i nostri corpi controllano l'espressione del DNA senza alterare i filamenti di DNA stessi. L'epigenetica è una danza estremamente fluida, con più componenti chimici che si agganciano o cadono dai filamenti di DNA. La danza epigenetica cambia con l'età, sebbene alcuni cambiamenti sembrino coerenti nel tempo. Ciò ha portato Horvath a chiedersi: possiamo usare questi marcatori epigenetici per misurare l'età di una cellula?

A quanto pare, la risposta è sì. Dopo aver raccolto e analizzato oltre 13,000 campioni umani, Horvath ha trovato un impressionante metro a nastro per l'invecchiamento. La chiave era un tipo di modifica epigenetica chiamata metilazione, che tende a poggiare su macchie di DNA soprannominate isole CpG. (Abbiamo tutti bisogno di una pausa estiva!)

Il suo team ha sviluppato un algoritmo per l'età biologica, un orologio biologico cellulare, che ha impressionato i ricercatori sulla longevità con la sua precisione in tutto il corpo. Piuttosto che una tantum, EpiAge sembra funzionare per più organi e tessuti, facendo potenzialmente luce su come avviene l'invecchiamento.

“Volevo sviluppare un metodo che funzionasse in molti o nella maggior parte dei tessuti. È stato un progetto molto rischioso", ha detto Horvath all'epoca.

L'errore medio dell'orologio era di soli 3.6 anni, il che significa che poteva misurare l'età di una persona entro 43 mesi. Ancora più impressionante, l'orologio ha utilizzato un semplice modello statistico, che ha esaminato un certo tipo di modificazione epigenetica - metilazione del DNA - in soli due siti target sul DNA. È bastato un campione di saliva. Con più lavoro, Horvath ha trovato ancora più schemi che riflettevano l'età di alcuni tipi di cellule, come neuroni e cellule del sangue. Il test è stato "sorprendentemente buono", ha affermato Kevin Bryant di Zymo Research, una società di biotecnologie di Irvine, in California al tempo.

Anche EpiAge ha iniziato a guardare sotto il velo. "La discrepanza tra l'età epigenetica stimata da questi orologi e l'età cronologica è indicata come accelerazione EpiAge", hanno affermato gli autori. "Gli studi epidemiologici hanno collegato l'accelerazione di EpiAge a un'ampia varietà di patologie, stati di salute, stile di vita, stato mentale e fattori ambientali, indicando che gli orologi epigenetici attingono a processi biologici critici coinvolti nell'invecchiamento".

Eppure una domanda lampante rimaneva: cosa misura esattamente l'orologio EpiAge?

I segni distintivi dell'invecchiamento

Se hai problemi a collegare le modificazioni epigenetiche all'invecchiamento, ti credo. Come e perché quelli che sono essenzialmente i "magneti del frigorifero" per il genoma cambiano qualcosa?

Lascia che ti presenti la ruota dell'invecchiamento.

Zoomando sui nostri geni, il genoma diventa più instabile, il che significa che ci sono più possibilità di mutazioni. I telomeri, il cappuccio protettivo sui geni, si deperiscono. Le proteine ​​iniziano a comportarsi in modo strano, a volte formando grumi che intasano il sistema di smaltimento dei rifiuti della cellula, portando potenzialmente a Alzheimer e altri disturbi neurodegenerativi. La fabbrica di energia della cellula, i mitocondri, sputa e malfunzionamenti. Le cellule non possono più percepire i nutrienti che fluttuano intorno. Ancora peggio, alcune cellule si arrendono completamente e si trasformano in "cellule zombi" senescenti: non muoiono, ma non svolgono funzioni normali, espellendo invece sostanze chimiche immunitarie tossiche.

Il fatto è che non sappiamo perché si verificano questi diversi tipi di comportamenti di invecchiamento. E quando si misura l'età, non sappiamo come gli orologi che invecchiano corrispondano a questi segni distintivi. È in parte il motivo per cui ci sono più orologi che invecchiano. EpiAge è uno. Un altro è (non scherzo) Pelle e sangue, che "predice la durata della vita e si riferisce a molte condizioni legate all'età".

In un nuovo studio, pubblicato in Natura invecchiamento, Horvath e il dottor Ken Raj degli Altos Labs hanno fatto un primo passo nel collegare l'orologio epigenetico ai segni distintivi dell'invecchiamento. Utilizzando cellule umane donate da 14 persone sane, coltivate all'interno di contenitori in laboratorio, il team ha diviso le cellule in quattro gruppi. Uno è stato colpito dalle radiazioni, un altro è stato modificato per diventare canceroso e un terzo si è trasformato in cellule senescenti "zombi". Il quarto gruppo è stato lasciato solo senza alcun trattamento.

Questi trattamenti riflettono i principali segni distintivi dell'invecchiamento, hanno spiegato gli autori. Le radiazioni a piccole dosi, ad esempio, destabilizzano il genoma che imita l'invecchiamento e le cellule sono diventate senescenti in sole due settimane. Anche le cellule simili al cancro invecchiano pesantemente in pochi giorni. Eppure, sorprendentemente, le cellule non invecchiano secondo EpiAge, anche se testate in altre cellule. "Questi risultati, ottenuti attraverso l'indagine utilizzando diverse cellule primarie umane e di topo e più dosi e regimi di radiazioni, dimostrano che l'invecchiamento epigenetico ... non è influenzato dall'instabilità genomica indotta dalle rotture del DNA indotte dalle radiazioni", hanno affermato gli autori.

In altre parole, ciò che EpiAge misura, le modifiche all'epigenoma CpG di una cellula, non prevede necessariamente lo stato di senescenza "zombie" di una cellula. Allo stesso modo, l'orologio non sembrava corrispondere ai problemi dei telomeri o alla stabilità generale del genoma.

Cosa combaciava? Energia. Scomponendolo, EpiAge è associato alla capacità di una cellula di percepire i nutrienti, un segnale chiave che le dice di crescere, riprodursi o avvizzire. Un altro associato è l'attività dei mitocondri, che genera energia per la cellula. Infine, EpiAge sembra riflettere anche la quantità di cellule staminali nei campioni, che cambia iniziando presto.

"L'osservazione che l'invecchiamento inizia così presto nella vita è possibile perché l'età ora può essere misurata in base alla biologia della cellula invece che al passare del tempo", hanno affermato gli autori. Per gli orologi che invecchiano, "questa misurazione consente di interrogare il legame tra età e longevità".

Mentre gli orologi invecchiati stanno diventando sempre più mainstream, la domanda è cosa misura esattamente ciascuno. "L'entusiasmo per lo sviluppo degli orologi epigenetici è stato sfumato con incertezza sul significato delle loro misurazioni".

Questo studio è uno dei primi a collegare un potente orologio dell'invecchiamento ai segni distintivi dell'invecchiamento. "La connessione dell'invecchiamento epigenetico a quattro dei segni distintivi dell'invecchiamento implica che questi segni distintivi sono anche collegati reciprocamente a livelli più profondi", hanno scritto gli autori.

In altre parole, abbiamo iniziato a sbirciare in ciò che unisce le molteplici vene dell'invecchiamento. "L'assenza di una connessione tra gli altri segni distintivi dell'invecchiamento e l'invecchiamento epigenetico suggerisce che l'invecchiamento è una conseguenza di meccanismi multiparalleli", hanno affermato gli autori. Alcuni potrebbero essere dovuti a cambiamenti epigenetici; altri semplicemente a causa dell'usura. Porta avanti il ​​vecchio multiverso della follia.

Immagine di credito: Icons8_team da Pixabay

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• Fonte: https://singularityhub.com/2022/05/24/whats-your-biological-age-a-new-aging-clock-has-the-answer/