Вчені виявили молекулярний відбиток біологічного старіння

Дослідники з Університету Піттсбурга визначили кров’яні маркери, які пов’язані зі здоровим і прискореним старінням. Ці маркери можуть допомогти передбачити біологічний вік людини, який відображає швидкість старіння її клітин і органів, незалежно від її хронологічного віку.

Нове дослідження, опубліковане в Aging Cell, вказує на шляхи та сполуки, які можуть лежати в основі біологічного віку, проливаючи світло на те, чому люди старіють по-різному, і пропонуючи нові цілі для втручань, які могли б уповільнити старіння та сприяти тривалості здоров’я, тривалості здоров’я людини.

«Вік — це більше, ніж просто число», — сказала старший автор Адіті Гуркар, доктор філософії, доцент кафедри геріатричної медицини в Школі медицини Пітта та член Інституту старіння, спільного підприємства Пітта та UPMC. «Уявіть собі двох людей у ​​віці 65 років: один їздить на роботу велосипедом, а на вихідних катається на лижах, а інший не може піднятися по сходах. Вони мають однаковий хронологічний вік, але дуже різний біологічний вік. Чому ці дві людини старіють по-різному? Це питання спонукає мої дослідження».

Методологія дослідження та результати

Щоб відповісти на це питання, Гуркар та її команда порівняли 196 літніх людей, яких вони класифікували як здорових або швидко старіючих, за тим, наскільки легко вони виконували прості завдання з ходьби. Оскільки здатність до ходьби є комплексним показником серцево-судинної форми, фізичної сили та неврологічного здоров’я, інші дослідження показали, що вона є найкращим предиктором госпіталізації, інвалідності, функціонального погіршення та смерті серед людей похилого віку.

Здоровим людям було 75 років і більше, вони могли підніматися по сходах або ходити 15 хвилин без відпочинку, а люди, які швидко старіли, яким було від 65 до 75 років, повинні були відпочивати під час цих завдань.

За словами Гуркара, це дослідження є унікальним, оскільки люди, які стрімко старіли, були хронологічно молодшими за здорових людей, що дозволило дослідникам відточити маркери біологічного, а не хронологічного старіння, на відміну від інших досліджень, які порівнювали молодих людей із літніми людьми.

Щоб визначити молекулярний відбиток біологічного старіння в зразках крові учасників, вони провели метаболоміку — аналіз метаболітів, молекул, які виробляються хімічними шляхами в організмі — зі зразками крові двох груп.

«Інші дослідження вивчали генетику для вимірювання біологічного старіння, але гени дуже статичні: гени, з якими ви народжуєтеся, — це гени, з якими ви помираєте», — сказав Гуркар. «Ми вирішили розглянути метаболіти, тому що вони динамічні: вони змінюються в реальному часі, щоб відобразити наше поточне здоров’я та наше самопочуття, і ми маємо право впливати на них через наш спосіб життя, дієту та навколишнє середовище».

Здорові люди, які швидко старіють, демонструють чіткі відмінності у своїх метаболомах, що вказує на те, що метаболіти в крові можуть відображати біологічний вік.

Розробка індексу HAM

Далі Гуркар та її команда визначили 25 метаболітів, які вони назвали індексом метаболізму здорового старіння (HAM). Вони виявили, що індекс HAM краще, ніж інші загальноприйняті показники старіння, включаючи індекс кволості, швидкість ходи та Монреальський тест когнітивної оцінки, дозволяє відрізнити здорових людей від людей, що швидко старіють.

Щоб перевірити свій новий індекс, дослідники проаналізували окрему когорту літніх людей з дослідження, проведеного у Вісконсині. Індекс HAM правильно передбачив, чи зможуть люди гуляти на вулиці протягом 10 хвилин без зупинок з точністю близько 68%.

«Ми взяли зовсім іншу когорту людей з іншого географічного регіону і побачили, що ті ж самі метаболіти були пов’язані з біологічним старінням, — сказав Гуркар. «Це дає нам впевненість у тому, що індекс HAM дійсно може передбачити, хто є здоровою людиною, а хто швидко старіє».

Використовуючи модель штучного інтелекту, яка може передбачити потенційні фактори біологічних ознак, команда визначила три основні метаболіти, які, найімовірніше, сприяють здоровому старінню або призводять до швидкого старіння. У подальших дослідженнях вони планують заглибитися в те, як ці метаболіти та молекулярні шляхи, що їх виробляють, сприяють біологічному старінню, і вивчити втручання, які могли б уповільнити цей процес.

Гуркар також планує провести більше досліджень, щоб оцінити, як метаболізм молодих людей змінюється з часом. Зрештою, вона сподівається розробити аналіз крові, який міг би оцінити біологічний вік молодих людей або передбачити, у кого з них можуть розвинутись хвороби, пов’язані зі старінням.

«Хоча це чудово, що ми можемо передбачити біологічне старіння у старших людей, ще більш захоплюючим був би аналіз крові, який, наприклад, міг би сказати людині у віці 35 років, що її біологічний вік більше схожий на 45-річний, — каже Гуркар. «Тоді ця людина могла б замислитися про зміну аспектів свого способу життя на ранній стадії — чи то поліпшення сну, дієти або режиму фізичних навантажень — і, сподіваюся, змінити свій біологічний вік».

«Сьогодні в медицині ми, як правило, чекаємо, поки виникне проблема, перш ніж лікувати її, — додала вона. «Але старіння не працює таким чином — мова йде про профілактику. Я думаю, що майбутнє медицини полягає в тому, щоб знати на ранніх стадіях, як людина старіє, і розробляти персоналізовані втручання, щоб затримати хворобу і продовжити термін здоров’я».