Dokážou vědci předpovědět životnost kapky krve?

Dokážou vědci předpovědět životnost kapky krve?

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

Studie:Epigenetické hodiny založené na vnitřní kapacitě krve předpovídají úmrtnost a jsou spojeny s klinickými, imunologickými faktory a faktory životního stylu. Fotografický kredit: Zapylaiev Kostiantyn/shuuterstock.com

Studie nedávno zveřejněná v časopisePřírodní rybák zkonstruoval hodiny vnitřní kapacity (IC), aby předpovídal úmrtnost ze všech příčin na základě různých faktorů.

Co je to vnitřní kapacita?

V roce 2015 zavedla Světová zdravotnická organizace (WHO) vnitřní kapacitu (IC), kritickou složku zdravého stárnutí. Definoval IC jako „součet všech fyzických a duševních schopností, které může jednotlivec čerpat v kterémkoli okamžiku svého života“.

IC podporuje zdravé stárnutí tím, že přesouvá konvenční zaměření léčby akutních onemocnění na hodnocení a udržování funkčních schopností jedince. Je důležité poznamenat, že IC se mezi jednotlivci liší a typicky vrcholí v raném dětství a postupně klesá po středním věku. 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 několik studií vyvinulo skóre IC, kde je nízké skóre IC spojeno s vyšší komorbiditou, potížemi s každodenními aktivitami, slabostí a zvýšenými pády. Tyto studie také prokázaly souvislost mezi IC a faktory souvisejícími se zdravím.

Přestože IC dokáže efektivně měřit funkčnost, současný protokol pro kvantitativní měření je velmi složitý a vyžaduje sofistikované vybavení a vyškolený personál. Kromě toho jsou přesné molekulární a buněčné mechanismy spojené s poklesem IC souvisejícím s věkem nejasné.

O studiu

Současná studie se zaměřila na konstrukci nového epigenetického prediktoru IC (IC Clock) s využitím dat z kohorty Inspiration Translational (Inspire-T). Tato kohorta je pokračující 10letá následná studie hodnotící změny IC a biomarkery stárnutí a nemocí souvisejících s věkem. Účastníci jsou ve věku 20 až 102 let a mají různé funkční schopnosti.

DNA profilování (DNAM) bylo provedeno u více než 1000 účastníků v kohortě Inspire-T. Hodnoty DNAM beta a skóre IC byly použity k vytvoření prediktivního modelu pro IC pomocí čisté elastické regrese a desetinásobné křížové validace.

IC hodiny byly aplikovány na Framingham Heart Study (FHS), aby prozkoumala, jak DNAM IC souvisí s mortalitou, klinickými markery zdraví a životního stylu.

Pro hodnocení molekulárních a buněčných mechanismů IC byly uvažovány transkriptomické údaje a změny buněčného složení.

Výsledky studie

Nástroje klinického hodnocení používají hodnoty IC (od 0 do 1), které představují pokles související s věkem v různých oblastech, jako je smyslová, kognitivní, psychologická, lokomoční a vitalita. Skóre IC 1 označovalo nejlepší zdravotní výsledek, zatímco nulové skóre označovalo nejhorší výsledek.

Všechny zkoumané IC domény negativně korelovaly s věkem. Současná studie zjistila, že muži měli vyšší skóre IC v psychologické doméně a doméně vitality, zatímco ženy měly vyšší skóre v senzorické doméně. V oblastech kognice a lokomoce nebyly pozorovány žádné genderové rozdíly.

Kontinuální dvoufázová modelová regresní analýza ukázala, že ženské účastnice zaznamenaly dřívější smyslový pokles, zatímco mužští účastníci zaznamenali dřívější kognitivní pokles. Toto zjištění naznačuje, že ženy si udržují kognitivní funkce, jako je myšlení, zapamatování a uvažování, déle než muži.

Celkové skóre IC ukázalo silnou pozitivní korelaci s každou doménou ve srovnání s korelacemi mezi doménami, což zdůrazňuje integrační povahu skóre IC. Nejvyšší a nejnižší mezidoménové korelace byly nalezeny v senzorické a psychologické doméně.

Model, který se nejlépe umístil ve všech zkoumaných metrikách, tj. nejvyšší korelace, nejnižší chyba a méně defektů cytosin-fosfát-guanin (CPG), ukázal korelaci 0,61 mezi IC a předpokládanými hodnotami na základě DNAM. Přestože byla pozorována silná korelace na základě věku, CPG s nejvyššími koeficienty vykazovaly téměř nulovou korelaci s chronologickým věkem.

Nově zkonstruované IC hodiny byly porovnány s epigenetickými hodinami první a druhé generace. Byla pozorována negativní korelace mezi DNAM IC a epigenetickými hodinami, přičemž nejsilnější korelaci poskytly Phänkelovy hodiny, následované Hannumovými hodinami. Současná studie zjistila, že DNAM IC lze vypočítat ze vzorků slin a krve.

Současná studie také identifikovala expresi 578 genů (např.McColn2ACD28Geny)jak významně souvisí se změnami DNAM -IC. CPG v IC hodinách vykazovaly korelaci 0,21 s expresí alespoň jednoho významného genu. Toto pozorování potvrdilo silnou vazbu mezi IC hodinami a identifikovaným podpisem genové exprese DNAM IC.

Pro stanovení biologických procesů spojených s podpisem genové exprese DNAM IC byla provedena analýza genové ontologie (GO). Signatura exprese IC byla vysoce obohacena o geny zapojené do buněčné stárnutí a chronického zánětu. IC hodiny detekovaly různé aspekty imunosenescence v krvi, která byla spojena s funkčními změnami v imunitním stárnutí.

Současná studie zjistila, že genomová nestabilita, mitochondriální dysfunkce a ztráta proteostázy byly spojeny s funkcí specifických IC domén. Vyšší skóre vitality bylo spojeno s mitochondriálními geny pro transport elektronů. Pro srovnání, vyšší psychologické skóre souviselo s dráhami reakce na poškození DNA a vyšší senzorické skóre souviselo s proteostázou a dráhami imunitní reakce.

Údaje o úmrtnosti od 1 680 jedinců ve FHS byly použity k určení, zda DNAM IC byla spojena se zvýšeným rizikem úmrtnosti ze všech příčin nebo stavů souvisejících s věkem. Bylo zjištěno, že DNAM IC je silněji spojena s riziky mortality ze všech příčin. Tato studie odhaduje, že jedinci s vysokým DNAM-IC budou žít v průměru o 5,5 roku déle než jedinci s nízkým DNAM-IC.

V této studii tato studie ukázala, že konzumace ryb bohatých na omega-3 mastné kyseliny s dlouhým řetězcem a dodržování doporučených hladin cukru může podporovat udržení IC. I když byla zkoumána řada dietních faktorů, po úpravě pro více testů zůstaly významné pouze omega-3 faktory získané z ryb a dodržování pokynů pro cukr.

Výzkumníci také poznamenávají, že IC rychle klesá ve velmi vysokém věku. Vzhledem k omezeným údajům v této věkové skupině není jejich prediktivní model tak silný u jedinců s extrémně nízkými hodnotami IC.

Zatímco IC hodiny jsou silně spojeny s úmrtností a zdravotními výsledky, studie nemůže prokázat, že zlepšení DNAM IC nutně vede k lepším zdravotním výsledkům nebo delší délce života.

Závěry

Současná studie identifikovala biologické hodiny pro pokles IC související s věkem na základě mnoha klinických, funkčních, imunitních a zánětlivých složek a výběru životního stylu.

Tyto IC hodiny lze odhadnout z krve a slin a překonávají epigenetické hodiny při předpovídání rizika úmrtnosti. Je však zapotřebí dalšího výzkumu k objasnění kauzálních vztahů a ověření IC hodin v rozmanitějších populacích a mezi populacemi s velmi nízkou funkční kapacitou.

IC jednotlivce lze použít jako vodítko pro intervence proti stárnutí, ačkoli tyto výsledky by měly být interpretovány s ohledem na omezení studie a potřebu další validace.

Stáhněte si svou kopii PDF nyní!

Zdroje: