Vad är din biologiska ålder? En ny "Åldrande klocka" har svaret PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikal sökning. Ai.

Vad är din biologiska ålder? En ny "Åldrande klocka" har svaret

Tidsstämpel: 24 maj 2022 10:00
klocka åldrande lång livslängd

Hur gammal är du egentligen?

Det verkar vara en enkel fråga. Det är baserat på när du är född. Ändå känner vi alla människor som verkar mycket yngre än sin kronologiska ålder. De har strålande hud och hår. De verkar skarpare än vad deras ålder skulle antyda. De är mycket aktiva med häpnadsväckande energi.

Varför? Studier har upprepade gånger visat att celler, vävnader och människor har en "biologisk ålder" som kan eller kanske inte motsvarar hur gamla de är när det gäller födelsedagar. Långt liv forskare har noterat. När de tittar på vad som får oss att åldras, dyker ett huvudmått upp: en biologisk åldrande klocka – ett mått som återspeglar din kropps ålder oavsett dina år på jorden.

En av de mest populära åldrande klockorna dyker djupt in i våra celler. När vi åldras tillför våra genom delar av kemikalier som förändrar deras genuttryck. Dessa markörer, kallade epigenetiska modifieringar, klistras vanligtvis bara på och av som kardborreband. Men med åldern lägger vissa delar av genomet till mycket fler bitar, som i huvudsak arbetar för att stänga av generna.

Med andra ord har våra celler en epigenetisk ålder (EpiAge). Men vad, om något, betyder klockan för livslängden?

Möt klockmakaren

Dr. Steve Horvath hade ett öga på att förlänga livslängden ända sedan han var tonåring. En biomatematiker, han fokuserade på att använda beräkningsmodellering och AI för att "förstå hur man förlänger livet."

Men för att hitta nyckeln behövde han ett fokus. Horvaths idé härrörde från epigenetik - ett kraftfullt sätt som våra kroppar kontrollerar DNA-uttryck utan att förändra själva DNA-strängarna. Epigenetik är en extremt flytande dans, med flera kemiska komponenter som fäster på eller faller av DNA-strängar. Den epigenetiska dansen förändras med åldern, även om vissa förändringar verkar konsekventa över tiden. Detta fick Horvath att fråga: kan vi använda dessa epigenetiska markörer för att mäta en cells ålder?

Tydligen är svaret ja. Efter att ha samlat in och analyserat över 13,000 XNUMX mänskliga prover hittade Horvath ett imponerande måttband för åldrande. Nyckeln var en typ av epigenetisk modifiering som kallas metylering, som tenderar att vila på DNA-fläckar som kallas CpG-öar. (Vi behöver alla ett sommaruppehåll!)

Hans team utvecklade en algoritm för biologisk ålder - en cellulär biologisk klocka - som imponerade på livslängdsforskare med dess noggrannhet i hela kroppen. Snarare än en engångsföreteelse verkar EpiAge fungera för flera organ och vävnader, vilket potentiellt kan belysa hur åldrande sker.

”Jag ville utveckla en metod som skulle fungera i många eller de flesta vävnader. Det var ett mycket riskabelt projekt”, sa Horvath då.

Klockans medianfel var ynka 3.6 år, vilket innebär att den kunde mäta en persons ålder inom 43 månader. Ännu mer imponerande använde klockan en enkel statistisk modell, som tittade på en viss typ av epigenetisk modifiering - DNA-metylering - på bara två målplatser på DNA. Allt som behövdes var ett salivprov. Med mer arbete hittade Horvath ännu fler mönster som speglade åldern på vissa typer av celler, som t.ex neuroner och blodkroppar. Testet var "fantastiskt bra", säger Kevin Bryant på Zymo Research, ett bioteknikföretag i Irvine, Kalifornien just då.

EpiAge började också titta under slöjan. "Skillnaden mellan epigenetisk ålder som uppskattas av dessa klockor och kronologisk ålder kallas EpiAge acceleration," sa författarna. "Epidemiologiska studier har kopplat epiAge-acceleration till en mängd olika patologier, hälsotillstånd, livsstil, mentalt tillstånd och miljöfaktorer, vilket indikerar att epigenetiska klockor utnyttjar kritiska biologiska processer som är involverade i åldrande."

Ändå kvarstod en skarp fråga: vad exakt mäter EpiAge-klockan?

Åldrandets kännetecken

Om du har problem med att koppla epigenetiska modifieringar till åldrande, så känner jag dig. Hur och varför förändrar det som i huvudsak är "kylskåpsmagneter" för genomet någonting?

Låt mig presentera dig för åldrandets hjul.

Genom att zooma in på våra gener blir genomet mer instabilt - vilket betyder att det finns fler chanser för mutationer. Telomerer, skyddslocket på generna, försvinner. Proteiner börjar bete sig knasigt, ibland formas till klumpar som täpper till cellens avfallssystem, vilket kan leda till Alzheimers och andra neurodegenerativa störningar. Cellens energifabrik, mitokondrierna, sputter och funktionsfel. Celler kan inte längre känna av näringsämnen som flyter runt. Ännu värre, vissa celler ger upp helt och förvandlas till åldrande "zombieceller" - de dör inte, men utför inte normala funktioner, utan spyr ut giftiga immunkemikalier.

Saken är den att vi inte vet varför dessa olika typer av åldrande beteenden inträffar. Och när man mäter ålder vet vi inte hur åldrande klockor motsvarar dessa kännetecken. Det är delvis därför det finns flera åldrande klockor. EpiAge är ett. En annan är (skämtar inte) Hud & blod, som "förutsäger livslängd och relaterar till många åldersrelaterade tillstånd."

In en ny studie, publicerad i Naturåldring, Horvath och Dr. Ken Raj vid Altos Labs tog ett första steg på att koppla den epigenetiska klockan till åldrandets kännetecken. Med hjälp av donerade mänskliga celler från 14 friska människor – odlade i behållare i labbet – delade teamet upp cellerna i fyra grupper. Den ena fick strålning, en annan justerades för att bli cancer, och en tredje som förvandlades till "zombie" åldrande celler. Den fjärde gruppen lämnades ensam utan någon behandling.

Dessa behandlingar återspeglar viktiga kännetecken för åldrande, förklarade författarna. Strålning i små doser, till exempel, destabiliserar genomet som efterliknar åldrande, och cellerna blev åldrande efter bara två veckor. Cancerliknande celler åldrades också kraftigt på bara några dagar. Men överraskande nog åldrades inte cellerna enligt EpiAge, även när de testades i andra celler. "Dessa resultat, erhållna genom undersökningar med olika primära mänskliga celler och musceller och multipla stråldoser och regimer, visar att epigenetiskt åldrande ... inte påverkas av genomisk instabilitet inducerad av strålningsinducerade DNA-avbrott," sa författarna.

Med andra ord, vad EpiAge mäter - förändringar av en cells CpG-epigenom - förutsäger inte nödvändigtvis en cells "zombie" ålderdomsstatus. På samma sätt verkade klockan inte matcha telomerproblem eller generell genomstabilitet.

Vad stämde? Energi. EpiAge är förknippat med en cells förmåga att känna av näringsämnen – en nyckelsignal som talar om för den att växa, fortplanta sig eller skrumpna. En annan partner är mitokondrieraktivitet, som genererar kraft till cellen. Slutligen tycks EpiAge också återspegla mängden stamceller i proverna, som ändras tidigt.

"Iakttagelsen att åldrande börjar så tidigt i livet är möjlig eftersom ålder nu kan mätas baserat på cellens biologi istället för tidens gång," sa författarna. För åldrande klockor, "den här mätningen möjliggör förhör av kopplingen mellan ålder och livslängd."

Medan åldrande klockor blir allt mer mainstream, är frågan vad exakt varje mäter. "Spänningen efter utvecklingen av epigenetiska klockor har varit färgad av osäkerhet om innebörden av deras mätningar."

Denna studie är en av de första som kopplar en kraftfull åldrande klocka till åldrandets kännetecken. "Kopplingen mellan epigenetisk åldrande och fyra av åldrandets kännetecken innebär att dessa kännetecken också är ömsesidigt förbundna på djupare nivåer", skrev författarna.

Med andra ord, vi har börjat kika in i vad som förenar åldrandets många ådror. "Frånvaron av ett samband mellan andra åldrande kännetecken och epigenetiskt åldrande tyder på att åldrande är en konsekvens av multiparallella mekanismer," sa författarna. Vissa kan bero på epigenetiska förändringar; andra helt enkelt på grund av slitage. Ta fram galenskapens åldrande multiversum.

Image Credit: Ikoner8_team från Pixabay

Tidsstämpel:

Mer från Singularity Hub