• Ученым давно известно, что старение у разных людей сильно различается под влиянием генетики и образа жизни.
  • Теперь новый инструмент под названием CheekAge предлагает простой и неинвазивный способ прогнозирования смертности путем анализа эпигенетических изменений в клетках щеки.
  • В своем недавнем исследовании исследователи обнаружили, что CheekAge может точно оценивать риск смертности, превосходя более ранние модели, основанные на образцах крови, и предлагая новый метод мониторинга биологического старения.

Хорошо известно, что не все стареют с одинаковой скоростью. Хотя некоторые долгожители могут стареть медленнее из-за благоприятной генетики, многие поведенческие факторы и факторы образа жизни, такие как стресс, плохой сон, плохое питание, курение и алкоголь, могут ускорить старение.

Эти воздействия окружающей среды оставляют свой след в нашем геноме в виде эпигенетические изменениячто позволяет ученым измерять молекулярное старение, исследуя определенные участки генома.

Эпигенетика — раздел генетики, изучающий возможность изменения активности генов без изменения самой последовательности ДНК.

По сути, он рассматривает, как наша окружающая среда, образ жизни и даже опыт могут влиять на то, какие гены «включаются» или «выключаются».

Разработка эпигенетических часов для оценки биологического возраста

За последнее десятилетие ученые создали различные инструменты, известные как «эпигенетические часы», для оценки биологического возраста путем анализа закономерностей метилирования ДНК, собранных из образцов крови.

Ранее в этом году ученые из США представили эпигенетические часы второго поколения CheekAge, которые используют данные о метилировании из легко собираемых клеток щеки.

Недавно команда опубликовала свое исследование в Границы старенияпоказывая, что CheekAge может точно прогнозировать риск смертности, даже если используются эпигенетические данные из других тканей.

Максим Шохирев, доктор философии, первый автор исследования и руководитель отдела вычислительной биологии и анализа данных в компании Tally Health в Нью-Йорке, объяснил ключевые результаты Медицинские новости сегодня.

Он сказал нам, что:

«CheekAge — это вычислительная модель, которая предсказывает ваш эпигенетический возраст, используя метки метилирования в ДНК. Ранее мы показали, что прогнозируемый CheekAge в значительной степени связан с такими факторами образа жизни, как сон, физические упражнения и употребление алкоголя, а также с факторами здоровья, такими как инфекция COVID, лечение рака и ИМТ».

«В этой работе мы проверили, связан ли CheekAge с риском смертности, используя набор данных крови, собранный у группы пожилых людей», — объяснил Шохирев.

«Мы обнаружили, что, хотя CheekAge обучался на клетках щеки, собранных с помощью безболезненного мазка, это, тем не менее, было тесно связано с риском смертности в этом наборе продольных данных по крови», — отметил он.

«Это еще раз подтверждает, что CheekAge улавливает важные сигналы функционального здоровья в тканях», — сказал нам Шохирев.

Мазок из щеки предсказывает увеличение риска смертности

CheekAge был разработан или «обучен» путем анализа уровней метилирования примерно в 200 000 сайтов и связывания их с общим показателем здоровья и образа жизни, который отражает предполагаемые изменения в физиологическом старении.

Метилирование ДНК относится к процессу, посредством которого экспрессия генов – независимо от того, включен ли ген или нет – изменяется.

Исследователи применили статистическое программирование, чтобы оценить, насколько точно CheekAge предсказал смертность от любой причины в когорте из 1513 мужчин и женщин, родившихся в 1921 и 1936 годах, которые отслеживались на протяжении всей их жизни в рамках программы Lothian Birth Cohorts (LBC) в Университете. Эдинбурга в Соединенном Королевстве.

Одной из целей LBC было изучение того, как образ жизни, психосоциальные факторы, а также биомедицинские, генетические, эпигенетические данные и данные визуализации мозга связаны с когнитивным старением.

Каждые 3 года добровольцам анализировали метилом клеток крови (набор генно-модифицирующих химических веществ в крови) примерно в 450 000 сайтах метилирования ДНК.

Исследователи использовали самые последние доступные данные о метилировании, а также статус смертности, чтобы рассчитать CheekAge и оценить его связь с риском смертности.

Они получили данные о смертности из Центрального реестра Шотландской национальной службы здравоохранения.

Результаты показывают, что CheekAge в значительной степени связан со смертностью в продольном наборе данных и превосходит часы первого поколения, обученные в наборах данных, содержащих данные по крови, заключили авторы.

В частности, при каждом увеличении CheekAge на одно стандартное отклонение коэффициент риска смертности от всех причин увеличивался на 21%.

Является ли CheekAge лучшим предиктором старения?

Исследователи предполагают, что их эпигенетические часы, обученные с использованием данных клеток щеки, могут предсказывать смертность, даже если метилом измеряется в клетках крови, указывая на то, что общие сигналы смертности существуют в разных тканях.

Это говорит о том, что неинвазивный мазок из щеки может служить эффективной альтернативой для изучения и мониторинга биологии старения.

Бриттани Ферри, доктор философии, эрготерапевт Национального совета по проблемам старения, не принимавшая участия в этом исследовании, рассказала: МНТ что это исследование «имеет инновационный взгляд на старение».

«Использование клеток щеки для прогнозирования старения и связанных с ним проблем со здоровьем является увлекательным и может стать многообещающим методом. Это особенно интересно, поскольку он менее инвазивный, чем традиционные анализы крови, что потенциально делает его лучшим выбором для плановых медицинских осмотров и поддержания нашего здоровья».

– Бриттани Ферри, доктор философии

«Благодаря такому простому и неинвазивному методу оценки старения и потенциальных проблем со здоровьем профилактическое здравоохранение может стать более персонализированным и упреждающим», — объяснила она.

В этом исследовании ученые более подробно изучили сайты метилирования, наиболее тесно связанные со смертностью, определив конкретные гены, расположенные вокруг этих сайтов, как потенциальных кандидатов, которые могут сильно влиять на продолжительность жизни или риск возрастных заболеваний.

Например, ПДЗРН4 ген, который может действовать как супрессор опухоли, и АЛПК2ген, связанный с раком и здоровьем сердца на животных моделях, оказался потенциальным маркером старения.

Другие идентифицированные гены ранее были связаны с раком, остеопорозом, воспалением и метаболическим синдромом.

Ферри сказал нам, что «было бы полезно знать и управлять процессом старения на ранней стадии с помощью адаптированных стратегий здравоохранения, возможно, отсрочивая или предотвращая возрастные заболевания».

«Кроме того, широкодоступность этой технологии может привести к более справедливой практике здравоохранения, принося пользу людям разного происхождения», — добавила она. «Это обещает не только более продолжительную жизнь, но и лучшее качество жизни по мере старения. Однако, чтобы окончательно сделать какие-либо выводы, необходимы дополнительные исследования».

Будущие исследования могут выяснить, какие еще ассоциации CheekAge могут уловить помимо смертности от всех причин, например, заболеваемость возрастными заболеваниями или продолжительность жизни человека — период жизни, свободный от хронических возрастных заболеваний и инвалидности.

Биомаркер для академических исследований, клинических испытаний и отслеживания состояния здоровья?

Шохирев рассказал нам, что «CheekAge послужил источником вдохновения для нашего теста TallyHealth TallyAge™». Для него и его команды текущие результаты «подтверждают, что наш тест является больше, чем просто точным предсказателем возраста, но также кодирует важную информацию о здоровье и смертности, в частности».

По словам Шохирева:

«Это означает, что CheekAge — полезный биомаркер старения, который можно использовать для академических исследований, клинических испытаний и в качестве инструмента отслеживания здоровья».

«Мы с нетерпением ждем будущих исследований, связывающих CheekAge с другими важными факторами здоровья и образа жизни», — добавил он.

Тем не менее, этот тест еще не утвержден Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA), а это означает, что этому экспериментальному предиктору старения предстоит долгий путь.