,

  1. Filiala Urală a Academiei de Științe din Rusia, Federația Rusă;
  2. Universitatea de Stat Syktyvkar, Federația Rusă;
  3. Academia Rusă de Științe, Federația Rusă;

provocările

  • Citat 3
  • Vizualizări 2.018
  • Adnotări Adnotări deschise. Numărul curent de adnotări de pe această pagină este calculat .
  • Articol
  • Abstract
  • Textul principal
  • Referințe
  • Informații despre articol și autor
  • Valori

Abstract

O comparație a nouă abordări diferite pe o perioadă de 20 de ani relevă cei mai promițători indicatori pentru vârsta biologică.

Textul principal

Pentru a vedea dacă tratamentele pentru a preveni funcționarea îmbătrânirii, mai întâi avem nevoie de o modalitate de a măsura în mod fiabil vârsta biologică (Moskalev, 2019). Vârsta biologică este un parametru complex care implică vârsta calendaristică a unei persoane, starea de sănătate a acesteia în raport cu vârsta și semnele medicale ale momentului în care ar putea muri de bătrânețe. Din punct de vedere istoric, primele estimări ale vârstei biologice s-au bazat pe markeri care ar putea fi măsurați în clinică (cum ar fi inflamația, rezistența la glucoză și markerii endocrini) și pe teste funcționale (cum ar fi funcția cognitivă și capacitatea cardiorespiratorie; revizuite în Jia și colab., 2017). Astfel de markeri au o interpretare clinică directă, dar chiar dacă prezic mortalitatea mai bine decât vârsta pașaportului, nu este clar în ce măsură măsoară însuși îmbătrânirea biologică, mai degrabă decât deteriorarea sănătății din alte motive. În plus, acești markeri funcționează adesea bine ca indicatori medii în eșantioane foarte mari și variază foarte mult între indivizi. Cu toate acestea, ar putea fi posibilă depășirea acestor limitări prin utilizarea inteligenței artificiale pentru a genera modele folosind mai mulți biomarkeri în vârstă (Zhavoronkov și colab., 2019).

Alte abordări, bazate pe o înțelegere mai profundă a cauzelor moleculare și celulare ale îmbătrânirii, includ măsurarea nivelurilor de p16 (un marker pentru senescența celulară sau când o celulă încetează să se divizeze) și măsurarea lungimii telomerilor în leucocite (vârsta biologică crește odată cu lungimea telomerilor) scade; Waaijer și colab., 2012; Epel și colab., 2009). Teoretic, acești markeri ar trebui să fie mai sensibili la semnele timpurii ale îmbătrânirii (spre deosebire de mortalitate și fragilitate), dar, asemănător markerilor clinici pentru pacienții individuali, le lipsește robustețea și reproductibilitatea. Acest lucru se datorează faptului că îmbătrânirea este un proces pe mai multe niveluri, astfel încât markerii mecanismelor individuale nu pot acoperi toate aspectele sale.

O a treia abordare este utilizarea „omicilor” (adică pentru a analiza transcriptomul, metilomul, proteomul și metabolomul). Modificările „omelor” sunt rezultatul schimbărilor organismului la diferite niveluri, făcându-le o modalitate utilă de a aborda complexitatea procesului de îmbătrânire. Folosind această abordare, nu există o vârstă biologică unică, ci mai degrabă o vârstă metabolică, proteomică sau metilomică. Abordările multi-omice au fost, de asemenea, utilizate pentru a evalua rata îmbătrânirii (Solovev și colab., 2020).

În cadrul omicilor, analizele metilării ADN sau ceasurilor epigenetice sunt cel mai robust indicator al modificărilor legate de vârstă și au devenit o zonă în plină expansiune a cercetării (Bell și colab., 2019). Dar întrebările rămân în continuare. În ce măsură ceasurile epigenetice sunt funcție de vârstă și în ce măsură fac parte din îmbătrânirea biologică? Cum se schimbă epigenomul odată cu vârsta? Cât de strâns sunt asociate ceasurile epigenetice cu mortalitatea? Este posibilă inversarea epocii epigenetice, de exemplu prin schimbări de stil de viață sau intervenții? Dieta, exercițiile fizice, educația și factorii de viață par să poată influența rata îmbătrânirii în funcție de ceasul epigenetic (Quach și colab., 2017; Gensous și colab., 2019; Sae-Lee și colab., 2018). Anumite medicamente pot încetini ceasul epigenetic în celulele cultivate în laborator (Horvath și colab., 2019) și anumite tratamente s-au dovedit a fi eficiente in vivo (Chen și colab., 2019; Fahy și colab., 2019).

Acum, în eLife, Sara Hägg de la Institutul Karolinska și colegii de la Universitatea California Riverside, Indiana University Southeast și Jönköping University - cu Xia Li ca prim autor - studiază modul în care nouă metode diferite de estimare a vârstei biologice se schimbă în timp într-o cohortă din 845 de persoane de vârstă mijlocie și mai în vârstă din Suedia care au fost studiate pe o perioadă de 20 de ani (Li și colab., 2020). Trei dintre vârstele biologice măsurate au fost funcționale (funcția cognitivă, indicele funcțional de îmbătrânire și indicele de fragilitate) și patru s-au bazat pe nivelurile de metilare a ADN-ului (numite Horvath, Hannum, PhenoAge și GrimAge). Celelalte două au fost lungimea telomerilor (măsurată prin qPCR) și vârsta fiziologică (calculată ca un scor compus al măsurătorilor clinice, cum ar fi indicele de masă corporală sau circumferința taliei, și biomarkeri din sânge, cum ar fi hemoglobina sau colesterolul).

Acest studiu este unic deoarece compară mai multe abordări simultan și evaluează modul în care măsurătorile se schimbă în timp: datele funcționale și probele biologice au fost colectate de nouă ori între 1986 și 2014. Profilurile pentru cele trei măsurători funcționale au indicat faptul că îmbătrânirea accelerată a început în jurul vârstei de 70, în timp ce celelalte vârste biologice au prezentat o creștere liniară în timp.

Autorii au descoperit diferențe de sex în nivelurile medii ale diferitelor vârste biologice. Femeile au prezentat o lungime mai mare a telomerilor și o vârstă mai mică de metilare a ADN-ului în comparație cu bărbații, dar, de asemenea, au avut o medie mai mare în două din cele trei estimări funcționale. Lungimea telomerilor a arătat cele mai slabe corelații atât cu vârsta cronologică, cât și cu celelalte măsurători. Cele mai mari corelații au fost între cele două vârste ale metilării ADN-ului (Horvath și Hannum) și între indicele funcțional de îmbătrânire și celelalte două vârste biologice funcționale. În ceea ce privește capacitatea vârstelor biologice de a prezice mortalitatea legată de vârstă, una dintre estimările funcționale (indicele de fragilitate) și unul dintre ceasurile de metilare (GrimAge) au fost cei mai buni predictori, în timp ce lungimea telomerilor a fost cea mai proastă.

Aceste rezultate indică faptul că vârsta metilării și indicele de fragilitate sunt cele mai promițătoare abordări pentru estimarea vârstei biologice și subliniază valoarea evaluării acestor estimări ore suplimentare în aceeași populație.