- Исследователи из Массачусетской больницы общего профиля разработали анализ крови, который исследует более 200 белков для оценки скорости биологического старения человека.
- Согласно исследованию, тест — разработанный использование машинного обучения — может предсказать вероятность развития у человека 18 значимых возрастных заболеваний и риск ранней смерти по любой причине.
- Исследование помогает объяснить биологические механизмы, участвующие в различных возрастных заболеваниях, улучшая понимание того, как генетические и экологические факторы влияют на старение.
Новое исследование опубликовано в
The
Целью исследования было определить, смогут ли ученые создать «протеомные часы старения», которые помогли бы предсказать риск распространенных возрастных заболеваний.
Используя
В то время как большинство биологических часов старения полагаются на
Однако предыдущие протеомные часы старения не были независимо подтверждены среди популяций с различным генетическим и географическим происхождением.
В дополнение к этому, ни один из предыдущих методов измерения старения не был разработан с использованием больших, разнообразных выборок населения, которые позволяют проводить обширное тестирование по широкому спектру возрастных заболеваний.
Мультиморбидность, определяемая как наличие у человека двух или более сопутствующих заболеваний, является растущей глобальной проблемой, которая существенно влияет на отдельных лиц, лиц, осуществляющих уход, и общество в целом.
Разработка анализа крови на основе данных протеомики
Исследователи проанализировали большую выборку данных 45 441 участника в возрасте 40-70 лет из британского биобанка.
Они проверили эту модель в двух дополнительных биобанках: 3977 участников в возрасте 30–80 лет из китайского биобанка Kadoorie и 1990 участников в возрасте 20–80 лет из биобанка FinnGen в Финляндии.
Они идентифицировали 204 белка, которые точно предсказывают хронологический возраст.
Они также выявили набор из 20 белков, связанных со старением, которые сохранили 91% точности прогнозирования возраста по сравнению с более крупной моделью.
Они обнаружили, что их оценка протеомного старения может быть связана с возникновением 18 основных хронических заболеваний, включая заболевания сердца, печени, почек и легких, диабет, нейродегенеративные состояния, такие как болезнь Альцгеймера, рак, а также с мультиморбидностью и риском смертности по любой причине.
Кроме того, протеомное старение коррелировало с различными биологическими, физическими и когнитивными показателями, связанными с возрастом, такими как длина теломер, индекс хрупкости и результаты когнитивных тестов.
Ведущий автор исследования, Остин Арджентьери, доктор философии, научный сотрудник HMS в отделении аналитической и трансляционной генетики Массачусетской больницы общего профиля и Гарвардской медицинской школы, объяснил основные выводы Медицинские новости сегодня.
Он рассказал нам, что:
«Используя анализ крови для анализа почти 3000 белков, мы разработали модель машинного обучения на более чем 45 000 человек, которая использует эти белки крови для прогнозирования вашего хронологического возраста. Мы называем это протеомными возрастными часами, которые дают нам более подробную информацию о том, как вы функционируете биологически по сравнению с тем, что мы ожидали бы, учитывая ваш хронологический возраст. Мы можем использовать эту информацию, чтобы затем измерить, как быстро вы стареете на биологическом уровне, сравнивая, сколько лет предсказывают ваши белки крови, с вашим фактическим хронологическим возрастом».
«В статье мы называем это протеомным возрастным разрывом», — пояснил Арджентьери.
«Оказывается, этот показатель разницы в возрасте протеомидов позволяет с высокой степенью вероятности прогнозировать смертность и 18 различных хронических заболеваний, которые являются основными причинами смерти, включая деменцию, болезни сердца, заболевания печени и почек, а также различные виды рака», — добавил он, отметив, что «количество заболеваний, которые мы можем предсказать с помощью этого одного анализа крови, беспрецедентно».
Могут ли исследователи применить этот возрастной хронометраж к разным группам населения?
Арджентьери объяснил, как они разработали свои протеомные модели возраста на участниках из Великобритании, но при этом продемонстрировал, что модель оказалась столь же точной и для участников из Китая и Финляндии.
Поскольку эти участники сильно отличались от участников из Великобритании с точки зрения генетики, географии, возрастных групп и профилей заболеваний, это помогло подтвердить правильность модели.
«Такого рода проверка с участием независимых и разнообразных участников имеет решающее значение для демонстрации того, что наши инструменты и модели работают для всех, а не только для отдельных слоев населения мира», — пояснил Арджентьери.
Кристофер Норман, сертифицированный практикующий гериатрический медбрат Национального совета по проблемам старения, не принимавший участия в этом исследовании, рассказал: МНТ что это исследование является «интересным примером того, как технологии и расширяющееся использование искусственного интеллекта (ИИ) могут быть использованы, чтобы помочь людям лучше понять свое здоровье и возможные результаты выбора в отношении здоровья».
Возможные последствия для профилактических медицинских применений
Арджентьери подчеркнул, что протеомные часы могут стать перспективными биомаркерами для оценки эффективности профилактических вмешательств, направленных на борьбу со старением и мультиморбидностью.
Например, в ближайшем будущем может появиться возможность использовать один тест для оценки риска серьезных сердечно-сосудистых, печеночных, почечных и неврологических заболеваний. Однако в настоящее время инструмент все еще находится в стадии разработки и еще не одобрен для использования в здравоохранении.
Целью исследователей является разработка инструментов протеомного старения, которые будут полезны всем и будут доступны различным группам населения по всему миру.
«Мы предполагаем, что после базового теста, который расскажет вам о вашей будущей траектории здоровья, вы сможете работать со своим врачом, чтобы предпринять необходимые шаги для улучшения вашего здоровья. И затем, когда вы пройдете новый протеомный тест на возраст, любые улучшения или ухудшения вашего здоровья будут отражены в новых результатах».
– Остин Арджентьери, доктор философии
Арджентьери добавил, что «мы надеемся, что вы сможете использовать это в качестве постоянного мониторинга с течением времени, чтобы проверить, оказывают ли шаги, которые вы предпринимаете для улучшения своего здоровья, общее положительное влияние на различные биологические системы вашего организма».
Норман согласился, отметив, что «если эти протеомные возрастные часы получат широкое распространение, они могут помочь поставщикам медицинских услуг точнее оценивать биологический возраст человека, что может дать лучшее представление об общем состоянии его здоровья и риске возрастных заболеваний».
«Это может сместить акцент с лечения заболеваний после их возникновения на их прогнозирование и профилактику до того, как они начнутся», — сказал Норман, добавив, что