Mohou vědci předpovídat životnost života z kapky krve?

Objevte, jak nové epigenetické hodiny měří, jak rychle skutečně stárnete z kapky krve nebo slin.

Studie: Epigenetické hodiny založené na krvi pro vnitřní kapacitu předpovídají úmrtnost a jsou spojeny s klinickými, imunologickými a životními faktory. Obrázek kredit: Zapylaev Kostiantyn/Shuutstock.com

Nedávná studie zveřejněná v časopise Stárnutí přírody Vytvořil hodiny vnitřní kapacity (IC) k predikci úmrtnosti na všechny příčiny založené na různých faktorech.

Co je to vnitřní kapacita?

V roce 2015 zavedla Světová zdravotnická organizace (WHO) vnitřní kapacitu (IC), klíčovou součást zdravého stárnutí. Kdo definoval IC jako „součet všech fyzických a mentálních kapacit, na které může jednotlivec čerpat v kterémkoli bodě svého života“.

IC podporuje zdravé stárnutí posunutím konvenčního zaměření na léčbu akutních onemocnění k hodnocení a zachování funkčních schopností jednotlivce. Je nezbytné poznamenat, že IC se liší mezi jednotlivci, obvykle vrchol v raném dětství a postupně klesá po polovině života. IC však lze zlepšit v jakémkoli věku změnou životního stylu.

Mezinárodní klasifikace nemocí, 11. revize, nedávno standardizovala klinické použití IC jako funkční metriky stárnutí. K dnešnímu dni se několik studií vyvinulo skóre IC, kde je nízké skóre IC spojeno s vyšší komorbiditou, obtížemi v každodenních činnostech, křehkostí a zvýšeným poklesem. Tyto studie také stanovily souvislost mezi IC a faktory souvisejícími se zdravím.

Přestože IC může účinně měřit funkční schopnost, současný protokol pro kvantitativní opatření je vysoce složitý a vyžaduje sofistikované vybavení a vyškolený personál. Kromě toho jsou nejasné přesné molekulární a buněčné mechanismy spojené s poklesem IC souvisejícího se věkem.

O studii

Cílem současné studie bylo vytvořit nový epigenetický prediktor IC (IC CLOCK) s použitím údajů z kohorty Inspire Translational (Inspire-T). Tato kohorta je probíhající desetiletou následnou studií, která hodnotí změny IC a biomarkery stárnutí a onemocnění souvisejících s věkem. Jeho účastníci jsou ve věku mezi 20 a 102 s různými úrovněmi funkční kapacity.

Profilování methylace DNA (DNAM) bylo provedeno na více než 1000 účastnících kohorty Inspire-T. Hodnoty beta a skóre IC byly použity k vytvoření prediktivního modelu pro IC s použitím elastické čisté regrese a desetinásobné křížové validace.

Hodiny IC byly aplikovány na studii Framingham Heart Study (FHS), aby se odhalila, jak byl DNAM IC spojen s úmrtností, klinickými markery zdraví a životním stylem.

Byly zvažovány transkriptomické údaje a změny ve složení buněk pro posouzení molekulárních a buněčných mechanismů IC.

Nálezy studie

Nástroje pro klinické hodnocení byly použity k vývoji skóre IC (v rozmezí od 0 do 1) představujícího pokles různých domén souvisejících s věkem, jako je smyslové, poznání, psychologická, lokomoce a vitalita. Skóre IC 1 naznačilo nejlepší zdravotní výsledek, zatímco nulové skóre naznačovalo nejhorší výsledek.

Bylo zjištěno, že všechny studované domény IC jsou negativně korelovány s věkem. Současná studie odhalila, že muži měli vyšší skóre IC v psychologických a vitalitních oblastech, zatímco ženy měly vyšší skóre v smyslové doméně. Nebyly pozorovány žádné rozdíly mezi pohlavími v doménách poznání a lokomoce.

Kontinuální dvoufázová regresní analýza modelu ukázala, že účastníky žen podléhají dřívějšímu smyslovému poklesu, zatímco účastníci mužů zažívají dřívější kognitivní pokles. Toto zjištění znamená, že ženy udržují kognitivní funkce, jako je myšlení, vzpomínka a uvažování déle než muži.

Celkové skóre IC ukázalo robustní pozitivní korelaci s každou doménou ve srovnání s korelací mezi doménami, což zdůraznilo integrativní povahu skóre IC. Nejvyšší a nejnižší korelace mezidomény byly nalezeny ve smyslové a psychologické doméně.

Model, který se nejlépe umístil na všech studovaných metrikách, IE, nejvyšší korelaci, nejnižší chyby a méně míst cytosin-fosfátu (CPG), vykazoval korelaci 0,61 mezi IC a předpokládanými hodnotami založenými na DNAM. Ačkoli byla pozorována silná korelace na základě věku, CPG s nejvyššími koeficienty vykazovaly téměř nulovou korelaci s chronologickým věkem.

Nově konstruované hodiny IC byly porovnány s epigenetickými hodinami první a druhé generace. Byla pozorována negativní korelace mezi DNAM a epigenetickými hodinami, přičemž fenoage odhalila nejsilnější korelaci, následovanou Hannumskými hodinami. Současná studie naznačila, že DNAM IC lze vypočítat ze vzorků slin a krve.

Současná studie také identifikovala expresi 578 genů (např., MCOLN2 a CD28 Geny) jak je významně spojeno se změnami DNAM IC. CPG v hodinách IC naznačily korelaci 0,21 s expresí alespoň jednoho spojeného genu. Toto pozorování potvrdilo robustní spojení mezi hodinami IC a identifikovaným podpisem genové exprese DNAM IC.

Analýza obohacení genové ontologie (GO) byla provedena za účelem stanovení biologických procesů spojených s podpisem genové exprese DNAM IC. Podpis exprese IC byl silně obohacen o geny zapojené do buněčného stárnutí a chronických zánět. Hodiny IC detekovaly různé aspekty imunosenescence v krvi spojené s změnami funkčního imunitního stárnutí.

Současná studie pozorovala, že genomická nestabilita, mitochondriální dysfunkce a ztráta proteostázy byly spojeny s funkcí specifických domén IC. Vyšší skóre vitality bylo spojeno s mitochondriálními geny pro transport elektronů. Ve srovnání s tím, že vyšší psychologická skóre souvisela s dráhami odezvy poškození DNA a vyššími smyslovými skóre s proteostáze a cesty imunitní odpovědi.

Údaje o úmrtnosti z 1 680 jedinců v FHS byly použity k určení, zda DNAM byla spojena se zvýšeným rizikem úmrtnosti ze všech příčin nebo podmínek souvisejících s věkem. Bylo zjištěno, že DNAM IC je silněji spojen s riziky úmrtnosti na všechny příčiny. Tato studie odhaduje, že jednotlivci s vysokou DNAM IC by v průměru žili o 5,5 roku déle než jednotlivci s nízkým DNAM IC.

Zejména tato studie naznačila, že konzumace ryb bohatých na omega-3 mastné kyseliny s dlouhým řetězcem a dodržování doporučené hladiny cukru může podpořit údržbu IC. Ačkoli byla zkoumána řada dietních faktorů, po úpravě pro více testů zůstaly pouze omega-3 s ryby a dodržování pokynů pro cukr.

Vědci také poznamenávají, že IC rychle klesá ve velmi stáří. Vzhledem k omezeným údajům v této věkové skupině není jejich prediktivní model tak silný pro jednotlivce s extrémně nízkým skóre IC.

Kromě toho, i když jsou hodiny IC silně spojeny s úmrtnostmi a zdravotními výsledky, studie nemůže prokázat, že zlepšení DNAM IC nutně způsobí lepší zdravotní výsledky nebo delší životnost.

Závěry

Současná studie stanovila biologické hodiny pro pokles IC souvisejícího s věkem na základě více klinických, funkčních, imunitních a zánětlivých složek a výběru životního stylu.

Tyto hodiny IC lze odhadnout z krve a slin a překonání epigenetických hodin při předpovídání rizika úmrtnosti. K objasnění kauzálních vztahů a ověření hodin IC v rozmanitějších populacích a mezi těmi s velmi nízkou funkční kapacitou je však nutný další výzkum.

IC člověka lze využít k vedení intervencí stárnutí, ačkoli tyto výsledky by měly být interpretovány s ohledem na omezení studie a potřebu další validace.

Stáhněte si kopii PDF hned teď!