מה הגיל הביולוגי שלך? ל'שעון מזדקן' חדש יש את התשובה

הועלה מחדש על ידי אפלטון

עוקב: 0

בן כמה אתה באמת?

זה נראה כמו שאלה פשוטה. זה מבוסס על מתי אתה נולד. ובכל זאת כולנו מכירים אנשים שנראים צעירים בהרבה מגילם הכרונולוגי. יש להם עור ושיער זוהרים. הם נראים חדים יותר ממה שגילם מרמז. הם מאוד פעילים עם אנרגיה מדהימה.

למה? מחקרים הראו שוב ושוב שלתאים, רקמות ואנשים יש "גיל ביולוגי" שאולי מתאים או לא מתאים לגילם מבחינת ימי הולדת. אריכות ימים מדענים שמו לב. כשהם בוחנים מה גורם לנו להזדקן, צץ מדד עיקרי אחד: שעון הזדקנות ביולוגי - מדד המשקף את גיל הגוף שלך ללא קשר לשנים שלך על כדור הארץ.

אחד השעונים המזדקנים הפופולריים ביותר צולל עמוק לתוך התאים שלנו. ככל שאנו מתבגרים, הגנום שלנו מוסיף לגושים של כימיקלים שמשנים את ביטוי הגנים שלהם. הסמנים האלה, המכונים שינויים אפיגנטיים, בדרך כלל פשוט נדלקים ונכבים כמו סקוטש. אבל עם הגיל, חלקים מסוימים של הגנום מוסיפים הרבה יותר נתחים, שבעצם פועלים כדי לכבות את הגנים.

במילים אחרות, לתאים שלנו יש גיל אפיגנטי (EpiAge). אבל מה, אם בכלל, אומר השעון לאריכות ימים?

הכירו את השעונים

ד"ר סטיב הורוואת' שמה לב להארכת תוחלת החיים מאז שהיה נער. ביומתמטיקאי, הוא שם את עיניו בשימוש במודלים חישוביים ובינה מלאכותית כדי "להבין איך להאריך חיים."

אבל כדי למצוא את המפתח, הוא היה צריך מיקוד. הרעיון של הורוואת' נבע מאפיגנטיקה - דרך רבת עוצמה שגופנו שולט בביטוי ה-DNA מבלי לשנות את גדילי ה-DNA עצמם. אפיגנטיקה היא ריקוד זורם במיוחד, עם רכיבים כימיים מרובים שנצמדים או נושרים מחוטי DNA. הריקוד האפיגנטי משתנה עם הגיל, אם כי חלק מהשינויים נראים עקביים לאורך זמן. זה הוביל את הורוואת' לשאול: האם אנחנו יכולים להשתמש בסמנים האפיגנטיים האלה כדי לאמוד את גיל התא?

ככל הנראה, התשובה היא כן. לאחר שאסף וניתח יותר מ-13,000 דגימות אנושיות, הורוואת' מצא סרט מדידה מרשים להזדקנות. המפתח היה סוג של שינוי אפיגנטי הנקרא מתילציה, שנוטה לנוח על כתמי DNA המכונים איי CpG. (כולנו צריכים חופשת קיץ!)

הצוות שלו פיתח אלגוריתם לגיל ביולוגי - שעון ביולוגי תאי - שהרשים חוקרי אריכות ימים עם הדיוק שלו בכל הגוף. במקום חד פעמי, נראה ש-EpiAge עובד עבור מספר איברים ורקמות, ועלול להאיר אור על אופן ההזדקנות.

"רציתי לפתח שיטה שתעבוד ברבות או ברוב הרקמות. זה היה פרויקט מאוד מסוכן", אמר הורוואת' אז.

השגיאה החציונית של השעון הייתה עלוב של 3.6 שנים, כלומר הוא יכול לאמוד את גילו של אדם בתוך 43 חודשים. אפילו יותר מרשים, השעון השתמש במודל סטטיסטי פשוט, שבחן סוג מסוים של שינוי אפיגנטי - מתילציה של DNA - בשני אתרי יעד בלבד ב-DNA. כל מה שהיה צריך זה דגימת רוק. עם יותר עבודה, הורוואת' מצא עוד יותר דפוסים ששיקפו את הגיל של סוגים מסוימים של תאים, כגון נוירונים ותאי דם. הבדיקה הייתה "טובה להפליא", אמר קווין בראיינט ב-Zymo Research, חברת ביוטכנולוגיה באירווין, קליפורניה. בזמן.

EpiAge גם החלה להסתכל מתחת לצעיף. "הפער בין הגיל האפיגנטי כפי שהוערך על ידי שעונים אלה, לבין הגיל הכרונולוגי מכונה האצת EpiAge", אמרו המחברים. "מחקרים אפידמיולוגיים קשרו את האצת EpiAge למגוון רחב של פתולוגיות, מצבי בריאות, אורח חיים, מצב נפשי וגורמים סביבתיים, מה שמצביע על כך ששעונים אפיגנטיים מתקשרים לתהליכים ביולוגיים קריטיים המעורבים בהזדקנות."

עם זאת נותרה שאלה בוטה אחת: מה בדיוק מודד שעון EpiAge?

סימני ההיכר של ההזדקנות

אם אתה מתקשה לקשר שינויים אפיגנטיים להזדקנות, אני מרגיש שכן. איך ולמה מה שהם בעצם "מגנטים למקרר" לגנום משנים משהו?

הרשו לי להכיר לכם את גלגל ההזדקנות.

בהתקרבות לגנים שלנו, הגנום הופך לא יציב יותר - כלומר יש יותר סיכויים למוטציות. טלומרים, מכסה המגן על הגנים, מתבזבז. חלבונים מתחילים להתנהג בצורה עצבנית, לפעמים נוצרים לגושים שסותמים את מערכת סילוק הפסולת של התא, מה שעלול להוביל ל אלצהיימר והפרעות ניווניות אחרות. מפעל האנרגיה של התא, המיטוכונדריה, מקרטעים ותקלות. תאים כבר לא יכולים לחוש בחומרים מזינים צפים מסביב. גרוע מכך, חלק מהתאים מוותרים לחלוטין והופכים ל"תאי זומבים" מזדקנים - הם לא מתים, אבל לא מבצעים פונקציות נורמליות, במקום זאת פולטים כימיקלים חיסוניים רעילים.

העניין הוא שאנחנו לא יודעים למה סוגים שונים של התנהגויות הזדקנות קורות. וכאשר מודדים גיל, איננו יודעים כיצד שעונים מזדקנים תואמים לסימני ההיכר הללו. זו גם הסיבה שיש מספר שעונים מזדקנים. EpiAge הוא אחד. אחר הוא (לא צוחק) עור ודם, אשר "חוזה את תוחלת החיים ומתייחס למצבים רבים הקשורים לגיל."

In מחקר חדש, פורסם ב הזדקנות טבע, הורוואת' וד"ר קן ראג' ב-Altos Labs עשו צעד ראשון בקישור השעון האפיגנטי לסימני ההיכר של ההזדקנות. באמצעות תאים אנושיים שנתרמו מ-14 אנשים בריאים - שגדלו בתוך מיכלים במעבדה - הצוות חילק את התאים לארבע קבוצות. אחד חולף בקרינה, אחר הותאם כדי להפוך לסרטני, והשלישי שהפך לתאים מזדקנים "זומביים". הקבוצה הרביעית נותרה לבדה ללא כל טיפול.

טיפולים אלה משקפים סימני היכר עיקריים של הזדקנות, הסבירו המחברים. קרינה במינונים קטנים, למשל, מערערת את הגנום המחקה את ההזדקנות, והתאים הפכו לזקנים תוך שבועיים בלבד. תאים דמויי סרטן גם התיישנו בכבדות תוך מספר ימים בלבד. עם זאת, באופן מפתיע, התאים לא התיישנו לפי EpiAge, אפילו כאשר נבדקו בתאים אחרים. "תוצאות אלו, שהתקבלו באמצעות חקירה באמצעות תאים ראשוניים שונים של אדם ועכבר ומינוני קרינה מרובים ומשטרי קרינה, מוכיחות שהזדקנות אפיגנטית... אינה מושפעת מאי יציבות גנומית הנגרמת על ידי הפסקות DNA שנגרמו מקרינה", אמרו המחברים.

במילים אחרות, מה ש-EpiAge מודד - שינויים באפיגנום CpG של התא - לא בהכרח מנבא את מצב הזדקנות ה"זומבי" של התא. באופן דומה, נראה שהשעון לא תואם לבעיות טלומרים או ליציבות הגנום הכללית.

מה התאים? אֵנֶרְגִיָה. לפירוקו, EpiAge קשור ליכולת של תא לחוש בחומרים מזינים - אות מפתח שאומר לו לגדול, להתרבות או להצטמק. מקורב נוסף הוא פעילות המיטוכונדריה, המייצרת כוח לתא. לבסוף, נראה כי EpiAge גם משקף את כמות תאי הגזע בדגימות, אשר משתנה החל מוקדם.

"ההתבוננות שהזדקנות מתחילה כל כך מוקדם בחיים אפשרית מכיוון שניתן למדוד את הגיל בהתבסס על הביולוגיה של התא במקום על הזמן החולף", אמרו המחברים. עבור שעונים מזדקנים, "מדידה זו מאפשרת חקירה של הקשר בין גיל ואריכות ימים."

בעוד שעונים מזדקנים הופכים יותר ויותר למיינסטרים, השאלה היא מה בדיוק כל אחד מהם מודד. "ההתרגשות בעקבות התפתחות השעונים האפיגנטיים הייתה נגועה באי ודאות באשר למשמעות המדידות שלהם".

מחקר זה הוא אחד הראשונים שקישרו בין שעון הזדקנות רב עוצמה לסימני ההיכר של ההזדקנות. "החיבור של ההזדקנות האפיגנטית לארבעה מסימני ההיכר של ההזדקנות מרמז שסימני ההיכר הללו קשורים זה לזה גם ברמות עמוקות יותר", כתבו המחברים.

במילים אחרות, התחלנו להציץ למה שמאחד את ורידי ההזדקנות המרובים. "היעדר קשר בין שאר סימני ההזדקנות וההזדקנות האפיגנטית מעיד על כך שהזדקנות היא תוצאה של מנגנונים רב-מקבילים", אמרו המחברים. חלקם עשויים להיות בגלל שינויים אפיגנטיים; אחרים פשוט עקב בלאי. הביאו את הרב-יקום המזדקן של הטירוף.

תמונת אשראי: סמלים 8_קבוצה החל מ- pixabay

בול זמן: מאי 24, 2022