Kunnen wetenschappers de levensduur van een bloeddruppel voorspellen?

Kunnen wetenschappers de levensduur van een bloeddruppel voorspellen?

Ontdek hoe een nieuwe epigenetische klok meet hoe snel je werkelijk veroudert aan de hand van een druppel bloed of speeksel.

Studie:Een op bloed gebaseerde epigenetische klok met intrinsieke capaciteit voorspelt de sterfte en wordt geassocieerd met klinische, immunologische en levensstijlfactoren. Fotocredit: Zapylaiev Kostiantyn/shuuterstock.com

Een onderzoek dat onlangs in het tijdschrift is gepubliceerdNatuurlijke stern heeft een intrinsieke capaciteitsklok (IC) geconstrueerd om sterfte door alle oorzaken te voorspellen op basis van verschillende factoren.

Wat is intrinsiek vermogen?

In 2015 introduceerde de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) intrinsieke capaciteit (IC), een cruciaal onderdeel van gezond ouder worden. Gedefinieerde IC als “de som van alle fysieke en mentale vermogens waar een individu op elk moment in zijn leven gebruik van kan maken.”

IC bevordert gezond ouder worden door de conventionele focus van de behandeling van acute ziekten te verleggen naar het beoordelen en behouden van de functionele capaciteiten van een individu. Het is belangrijk op te merken dat IC varieert van persoon tot persoon en doorgaans piekt in de vroege kinderjaren en geleidelijk afneemt na de middelbare leeftijd. IC kan echter op elke leeftijd worden verbeterd door veranderingen in levensstijl.

De International Classification of Diseases, 11e herziening, heeft onlangs het klinische gebruik van IC gestandaardiseerd als een functionele verouderingsmetriek. Tot nu toe hebben verschillende onderzoeken IC-scores ontwikkeld waarbij een lage IC-score geassocieerd is met hogere comorbiditeit, problemen met dagelijkse activiteiten, kwetsbaarheid en vaker vallen. Deze onderzoeken hebben ook een verband gelegd tussen IC en gezondheidsgerelateerde factoren.

Hoewel IC de functionaliteit efficiënt kan meten, is het huidige protocol voor kwantitatieve metingen zeer complex en vereist geavanceerde apparatuur en opgeleid personeel. Bovendien zijn de exacte moleculaire en cellulaire mechanismen die verband houden met de leeftijdsgerelateerde achteruitgang van IC onduidelijk.

Over de studie

De huidige studie had tot doel een nieuwe epigenetische voorspeller van IC (IC Clock) te construeren met behulp van gegevens uit het Inspiration Translational (Inspire-T) cohort. Dit cohort is een lopende 10-jarige vervolgstudie waarin IC-veranderingen en biomarkers van veroudering en leeftijdsgerelateerde ziekten worden geëvalueerd. De deelnemers zijn tussen de 20 en 102 jaar oud en hebben verschillende functionele capaciteiten.

DNA-profilering (DNAM) werd uitgevoerd bij meer dan 1000 deelnemers in het Inspire-T-cohort. DNAM-bètawaarden en IC-scores werden gebruikt om een ​​voorspellend model voor IC te bouwen met behulp van netto-elastische regressie en tienvoudige kruisvalidatie.

De IC-klok werd toegepast op de Framingham Heart Study (FHS) om te onderzoeken hoe DNAM IC geassocieerd was met sterfte, klinische markers van gezondheid en levensstijl.

Transcriptomics-gegevens en veranderingen in de cellulaire samenstelling werden overwogen om de moleculaire en cellulaire mechanismen van IC te evalueren.

Studieresultaten

Klinische beoordelingsinstrumenten hebben IC-waarden gebruikt (van 0 tot 1) die leeftijdsgerelateerde achteruitgang vertegenwoordigen op verschillende domeinen, zoals sensorisch, cognitief, psychologisch, voortbeweging en vitaliteit. Een IC-score van 1 duidde op de beste gezondheidsuitkomst, terwijl een nulscore op de slechtste uitkomst duidde.

Alle onderzochte IC-domeinen waren negatief gecorreleerd met leeftijd. Uit de huidige studie bleek dat mannen hogere IC-scores hadden op het psychologische en vitaliteitsdomein, terwijl vrouwen hogere scores hadden op het sensorische domein. Er werden geen geslachtsverschillen waargenomen op het gebied van cognitie en voortbeweging.

Een continue tweefasige modelregressieanalyse toonde aan dat vrouwelijke deelnemers een eerdere sensorische achteruitgang ervoeren, terwijl mannelijke deelnemers een eerdere cognitieve achteruitgang ervoeren. Deze bevinding impliceert dat vrouwen cognitieve functies zoals denken, herinneren en redeneren langer behouden dan mannen.

De algehele IC-score vertoonde een robuuste positieve correlatie met elk domein vergeleken met de correlaties tussen domeinen, wat het integratieve karakter van de IC-score benadrukt. De hoogste en laagste correlaties tussen domeinen werden respectievelijk gevonden in de sensorische en psychologische domeinen.

Het model dat het beste scoorde op basis van alle onderzochte statistieken, d.w.z. de hoogste correlatie, de laagste fout en minder cytosine-fosfaat-guanine (CPG)-defecten, vertoonde een correlatie van 0,61 tussen IC en voorspelde waarden op basis van DNAM. Hoewel er een sterke correlatie werd waargenomen op basis van leeftijd, vertoonden CPG's met de hoogste coëfficiënten een vrijwel nulcorrelatie met chronologische leeftijd.

De nieuw gebouwde IC-klok werd vergeleken met epigenetische klokken van de eerste en tweede generatie. Er werd een negatieve correlatie waargenomen tussen DNAM IC en de epigenetische klokken, waarbij de Phänkel de sterkste correlatie gaf, gevolgd door de Hannum-klok. Uit het huidige onderzoek is gebleken dat DNAM IC kan worden berekend op basis van speeksel- en bloedmonsters.

De huidige studie identificeerde ook de expressie van 578 genen (bijv.Mcoln2EnCD28Genen)zoals significant geassocieerd met DNAM-IC-veranderingen. CPG's in de IC-klok vertoonden een correlatie van 0,21 met de expressie van ten minste één significant gen. Deze waarneming bevestigde het robuuste verband tussen de IC-klok en de geïdentificeerde genexpressiesignatuur van DNAM IC.

Gene Ontology (GO)-analyse werd uitgevoerd om de biologische processen te bepalen die verband houden met de genexpressiesignatuur van DNAM IC. De signatuur van de IC-expressie was sterk verrijkt met genen die betrokken zijn bij cellulaire veroudering en chronische ontstekingen. De IC-klok detecteerde verschillende aspecten van immunosenescentie in het bloed, wat geassocieerd was met functionele veranderingen in immuunveroudering.

Uit de huidige studie bleek dat genomische instabiliteit, mitochondriale disfunctie en proteostaseverlies geassocieerd waren met de functie van specifieke IC-domeinen. Hogere vitaliteitsscores waren geassocieerd met mitochondriale elektronentransportgenen. Ter vergelijking: hogere psychologische scores waren gerelateerd aan reactieroutes voor DNA-schade en hogere sensorische scores waren gerelateerd aan proteostase en immuunresponsroutes.

Sterftegegevens van de 1.680 personen in de FHS werden gebruikt om te bepalen of DNAM IC geassocieerd was met een verhoogd risico op sterfte door alle oorzaken of leeftijdsgerelateerde aandoeningen. DNAM IC bleek sterker geassocieerd te zijn met sterfterisico's door alle oorzaken. Deze studie schatte dat individuen met een hoog DNAM-IC gemiddeld 5,5 jaar langer zouden leven dan individuen met een laag DNAM-IC.

In deze studie toonde deze studie aan dat het consumeren van vis die rijk is aan omega-3-vetzuren met lange keten en het naleven van de aanbevolen suikerniveaus het onderhoud van de IC zou kunnen bevorderen. Hoewel een reeks voedingsfactoren werd onderzocht, bleven alleen de van vis afkomstige omega-3-factoren en de naleving van de suikerrichtlijnen significant na correctie voor meerdere tests.

De onderzoekers merken ook op dat IC op zeer hoge leeftijd snel afneemt. Vanwege de beperkte gegevens in deze leeftijdsgroep is hun voorspellende model niet zo sterk voor personen met extreem lage IC-waarden.

Hoewel de IC-klok sterk geassocieerd is met sterfte en gezondheidsresultaten, kan het onderzoek niet aantonen dat het verbeteren van DNAM IC noodzakelijkerwijs leidt tot betere gezondheidsresultaten of een langere levensduur.

Conclusies

De huidige studie identificeerde een biologische klok voor leeftijdsgerelateerde achteruitgang van IC op basis van meerdere klinische, functionele, immuun- en inflammatoire componenten en levensstijlkeuzes.

Deze IC-klok kan worden geschat op basis van bloed en speeksel en presteert beter dan epigenetische klokken bij het voorspellen van het sterfterisico. Er is echter verder onderzoek nodig om causale relaties te verduidelijken en de IC-klok te valideren in meer diverse populaties en onder mensen met een zeer lage functionele capaciteit.

De IC van een individu kan worden gebruikt om verouderingsinterventies te begeleiden, hoewel deze resultaten moeten worden geïnterpreteerd rekening houdend met de beperkingen van het onderzoek en de behoefte aan verdere validatie.

Download nu uw PDF-exemplaar!

Bronnen: