Gli scienziati possono prevedere la durata di una goccia di sangue?

Gli scienziati possono prevedere la durata di una goccia di sangue?

Scopri come un nuovo orologio epigenetico misura la velocità con cui invecchi realmente da una goccia di sangue o di saliva.

Studio:Un orologio epigenetico con capacità intrinseca basato sul sangue predice la mortalità ed è associato a fattori clinici, immunologici e legati allo stile di vita. Credito fotografico: Zapylaiev Kostiantyn/shuuterstock.com

Uno studio recentemente pubblicato sulla rivistaSterna naturale costruito un orologio a capacità intrinseca (IC) per prevedere la mortalità per tutte le cause in base a vari fattori.

Cos'è la capacità intrinseca?

Nel 2015, l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha introdotto la capacità intrinseca (IC), una componente fondamentale dell’invecchiamento in buona salute. L’IC è definito come “la somma di tutte le capacità fisiche e mentali a cui un individuo può attingere in qualsiasi momento della propria vita”.

L'IC promuove un invecchiamento sano spostando l'attenzione convenzionale del trattamento delle malattie acute alla valutazione e al mantenimento delle capacità funzionali dell'individuo. È importante notare che l’IC varia da individuo a individuo e tipicamente raggiunge il picco nella prima infanzia e diminuisce gradualmente dopo la mezza età. Tuttavia, la CI può essere migliorata a qualsiasi età attraverso cambiamenti nello stile di vita.

La Classificazione Internazionale delle Malattie, 11a Revisione, ha recentemente standardizzato l’uso clinico dell’IC come metrica funzionale dell’invecchiamento. Ad oggi, diversi studi hanno sviluppato punteggi IC in cui un punteggio IC basso è associato a comorbilità più elevate, difficoltà nelle attività quotidiane, fragilità e aumento delle cadute. Questi studi hanno anche stabilito un legame tra IC e fattori legati alla salute.

Sebbene l’IC possa misurare in modo efficiente la funzionalità, l’attuale protocollo per le misurazioni quantitative è molto complesso e richiede apparecchiature sofisticate e personale qualificato. Inoltre, gli esatti meccanismi molecolari e cellulari associati al declino dell’IC correlato all’età non sono chiari.

A proposito dello studio

L'attuale studio mirava a costruire un nuovo predittore epigenetico di IC (IC Clock) utilizzando i dati della coorte Inspiration Translational (Inspire-T). Questa coorte è uno studio di follow-up in corso di 10 anni che valuta i cambiamenti dell'IC e i biomarcatori dell'invecchiamento e delle malattie legate all'età. I partecipanti hanno tra i 20 e i 102 anni e hanno diverse capacità funzionali.

La profilazione del DNA (DNAM) è stata eseguita su più di 1000 partecipanti nella coorte Inspire-T. I valori beta DNAM e i punteggi IC sono stati utilizzati per costruire un modello predittivo per IC utilizzando la regressione elastica netta e la convalida incrociata dieci volte.

L’orologio IC è stato applicato al Framingham Heart Study (FHS) per esplorare come il DNAM IC fosse associato alla mortalità, ai marcatori clinici di salute e allo stile di vita.

I dati trascrittomici e le modifiche della composizione cellulare sono stati considerati per valutare i meccanismi molecolari e cellulari dell'IC.

Risultati dello studio

Gli strumenti di valutazione clinica hanno utilizzato valori IC (da 0 a 1) che rappresentano il declino correlato all’età in vari domini come sensoriale, cognitivo, psicologico, locomozione e vitalità. Un punteggio IC pari a 1 indicava il miglior risultato sanitario, mentre un punteggio zero indicava il risultato peggiore.

Tutti i domini IC esaminati erano correlati negativamente con l'età. Lo studio attuale ha scoperto che i maschi avevano punteggi IC più alti nei domini psicologico e di vitalità, mentre le femmine avevano punteggi più alti nel dominio sensoriale. Non sono state osservate differenze di genere nelle aree della cognizione e della locomozione.

Un'analisi di regressione continua del modello a due fasi ha mostrato che i partecipanti di sesso femminile hanno sperimentato un declino sensoriale più precoce, mentre i partecipanti di sesso maschile hanno sperimentato un declino cognitivo più precoce. Questa scoperta implica che le donne mantengono le funzioni cognitive come pensare, ricordare e ragionare più a lungo degli uomini.

Il punteggio IC complessivo ha mostrato una solida correlazione positiva con ciascun dominio rispetto alle correlazioni tra domini, evidenziando la natura integrativa del punteggio IC. Le correlazioni interdominio più alte e più basse sono state trovate rispettivamente nei domini sensoriale e psicologico.

Il modello che si è classificato migliore in tutti i parametri esaminati, ovvero correlazione più alta, errore più basso e meno difetti di citosina-fosfato-guanina (CPG), ha mostrato una correlazione di 0,61 tra IC e valori previsti basati sul DNAM. Sebbene sia stata osservata una forte correlazione in base all’età, i CPG con i coefficienti più alti hanno mostrato una correlazione quasi nulla con l’età cronologica.

L'orologio IC di nuova costruzione è stato confrontato con gli orologi epigenetici di prima e seconda generazione. È stata osservata una correlazione negativa tra DNAM IC e gli orologi epigenetici, con Phänkel che ha fornito la correlazione più forte, seguito dall'orologio Hannum. Lo studio attuale ha scoperto che l’IC DNAM può essere calcolato da campioni di saliva e sangue.

Il presente studio ha inoltre identificato l'espressione di 578 geni (ad es.Mcoln2ECD28Geni)come significativamente associato ai cambiamenti DNAM -IC. I CPG nell'orologio IC hanno mostrato una correlazione di 0,21 con l'espressione di almeno un gene significativo. Questa osservazione ha confermato il robusto legame tra l'orologio IC e la firma dell'espressione genica identificata di DNAM IC.

È stata eseguita l'analisi Gene Ontology (GO) per determinare i processi biologici associati alla firma dell'espressione genica di DNAM IC. La firma dell'espressione IC era altamente arricchita nei geni coinvolti nella senescenza cellulare e nell'infiammazione cronica. L’orologio IC ha rilevato vari aspetti dell’immunosenescenza nel sangue, che è stata associata a cambiamenti funzionali nell’invecchiamento immunitario.

Il presente studio ha scoperto che l'instabilità genomica, la disfunzione mitocondriale e la perdita di proteostasi erano associate alla funzione di specifici domini IC. Punteggi di vitalità più elevati erano associati ai geni di trasporto degli elettroni mitocondriali. In confronto, punteggi psicologici più elevati erano correlati ai percorsi di risposta al danno del DNA e punteggi sensoriali più elevati erano correlati alla proteostasi e ai percorsi di risposta immunitaria.

I dati sulla mortalità dei 1.680 individui dell’FHS sono stati utilizzati per determinare se il DNAM IC fosse associato a un aumento del rischio di mortalità per tutte le cause o per condizioni legate all’età. L’IC DNAM è risultato essere più fortemente associato al rischio di mortalità per tutte le cause. Questo studio ha stimato che gli individui con un elevato DNAM -IC vivrebbero, in media, 5,5 anni in più rispetto agli individui con un basso DNAM -IC.

In questo studio, questo studio ha dimostrato che il consumo di pesce ricco di acidi grassi omega-3 a catena lunga e il rispetto dei livelli di zucchero raccomandati potrebbero promuovere il mantenimento dell’IC. Sebbene siano stati esaminati una serie di fattori dietetici, solo i fattori omega-3 derivati ​​dal pesce e l’aderenza alle linee guida sullo zucchero sono rimasti significativi dopo aggiustamento per test multipli.

I ricercatori notano inoltre che l’IC diminuisce rapidamente in età molto avanzata. A causa dei dati limitati in questa fascia di età, il loro modello predittivo non è così forte per gli individui con valori di IC estremamente bassi.

Sebbene l’orologio IC sia fortemente associato alla mortalità e agli esiti sanitari, lo studio non può dimostrare che il miglioramento dell’IC DNAM porti necessariamente a risultati sanitari migliori o a una durata di vita più lunga.

Conclusioni

Il presente studio ha identificato un orologio biologico per il declino correlato all’età dell’IC sulla base di molteplici componenti cliniche, funzionali, immunitarie e infiammatorie e scelte di stile di vita.

Questo orologio IC può essere stimato dal sangue e dalla saliva e supera gli orologi epigenetici nella previsione del rischio di mortalità. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per chiarire le relazioni causali e convalidare l’orologio IC in popolazioni più diverse e tra quelle con capacità funzionale molto bassa.

L'IC di un individuo può essere utilizzato per guidare gli interventi sull'invecchiamento, sebbene questi risultati dovrebbero essere interpretati tenendo conto dei limiti dello studio e della necessità di ulteriore validazione.

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Fonti: