Kan forskere forutsi levetiden til en bloddråpe?

Kan forskere forutsi levetiden til en bloddråpe?

Oppdag hvordan en ny epigenetisk klokke måler hvor raskt du virkelig eldes fra en dråpe blod eller spytt.

Studere:En blodbasert epigenetisk klokke med egenkapasitet forutsier dødelighet og er assosiert med kliniske, immunologiske og livsstilsfaktorer. Fotokreditt: Zapylaiev Kostiantyn/shuuterstock.com

En studie nylig publisert i tidsskriftetNaturlig terne konstruerte en indre kapasitetsklokke (IC) for å forutsi dødelighet av alle årsaker basert på ulike faktorer.

Hva er indre kapasitet?

I 2015 introduserte Verdens helseorganisasjon (WHO) indre kapasitet (IC), en kritisk komponent for sunn aldring. Definert IC som "summen av alle fysiske og mentale evner som et individ kan trekke på når som helst i livet."

IC fremmer sunn aldring ved å flytte det konvensjonelle fokuset for behandling av akutte sykdommer til å vurdere og opprettholde et individs funksjonsevne. Det er viktig å merke seg at IC varierer mellom individer og topper typisk i tidlig barndom og avtar gradvis etter middelalderen. Imidlertid kan IC forbedres i alle aldre gjennom livsstilsendringer.

International Classification of Diseases, 11th Revision, standardiserte nylig den kliniske bruken av IC som en funksjonell aldringsmåling. Til dags dato har flere studier utviklet IC-skårer der lav IC-skår er assosiert med høyere komorbiditet, vanskeligheter med daglige aktiviteter, skrøpelighet og økte fall. Disse studiene har også etablert en sammenheng mellom IC og helserelaterte faktorer.

Selv om IC effektivt kan måle funksjonalitet, er gjeldende protokoll for kvantitative mål svært kompleks og krever sofistikert utstyr og trent personell. Videre er de eksakte molekylære og cellulære mekanismene assosiert med den aldersrelaterte nedgangen i IC uklare.

Om studiet

Den nåværende studien hadde som mål å konstruere en ny epigenetisk prediktor for IC (IC Clock) ved å bruke data fra Inspiration Translational (Inspire-T)-kohorten. Denne kohorten er en pågående 10-årig oppfølgingsstudie som evaluerer IC-endringer og biomarkører for aldring og aldersrelaterte sykdommer. Deltakerne er mellom 20 og 102 år og har ulik funksjonsevne.

DNA-profilering (DNAM) ble utført på mer enn 1000 deltakere i Inspire-T-kohorten. DNAM beta-verdier og IC-score ble brukt til å bygge en prediktiv modell for IC ved bruk av netto elastisk regresjon og ti ganger kryssvalidering.

IC-klokken ble brukt på Framingham Heart Study (FHS) for å utforske hvordan DNAM IC var assosiert med dødelighet, kliniske markører for helse og livsstil.

Transkriptomiske data og cellulære sammensetningsendringer ble vurdert for å evaluere de molekylære og cellulære mekanismene til IC.

Studieresultater

Kliniske vurderingsverktøy har brukt IC-verdier (fra 0 til 1) som representerer aldersrelatert nedgang i ulike domener som sensorisk, kognitiv, psykologisk, bevegelse og vitalitet. En IC-score på 1 indikerte det beste helseutfallet, mens en nullscore indikerte det dårligste resultatet.

Alle undersøkte IC-domener var negativt korrelert med alder. Den nåværende studien fant at menn hadde høyere IC-score i de psykologiske og vitalitetsdomenene, mens kvinner hadde høyere score i det sensoriske domenet. Ingen kjønnsforskjeller ble observert i områdene kognisjon og bevegelse.

En kontinuerlig to-fase modellregresjonsanalyse viste at kvinnelige deltakere opplevde tidligere sensorisk tilbakegang, mens mannlige deltakere opplevde tidligere kognitiv tilbakegang. Dette funnet innebærer at kvinner opprettholder kognitive funksjoner som å tenke, huske og resonnere lenger enn menn.

Den samlede IC-poengsummen viste en robust positiv korrelasjon med hvert domene sammenlignet med korrelasjonene mellom domener, og fremhevet den integrerende karakteren til IC-skåren. De høyeste og laveste inter-domene korrelasjonene ble funnet i henholdsvis sensoriske og psykologiske domener.

Modellen som rangerte best på tvers av alle undersøkte beregninger, dvs. høyeste korrelasjon, laveste feil og færre cytosin-fosfat-guanin (CPG)-defekter, viste en korrelasjon på 0,61 mellom IC og predikerte verdier basert på DNAM. Selv om det ble observert en sterk korrelasjon basert på alder, viste CPG-er med de høyeste koeffisientene nesten null korrelasjon med kronologisk alder.

Den nykonstruerte IC-klokken ble sammenlignet med første og andre generasjons epigenetiske klokker. En negativ korrelasjon mellom DNAM IC og de epigenetiske klokkene ble observert, med Phänkel som ga den sterkeste korrelasjonen, etterfulgt av Hannum-klokken. Den nåværende studien fant at DNAM IC kan beregnes fra spytt og blodprøver.

Den nåværende studien identifiserte også uttrykket av 578 gener (f.eks.Mcoln2OgCD28Gener)som signifikant assosiert med DNAM -IC endringer. CPG-er i IC-klokken viste en korrelasjon på 0,21 med uttrykket av minst ett signifikant gen. Denne observasjonen bekreftet den robuste koblingen mellom IC-klokken og den identifiserte genekspresjonssignaturen til DNAM IC.

Gene Ontology (GO) analyse ble utført for å bestemme de biologiske prosessene assosiert med genekspresjonssignaturen til DNAM IC. IC-ekspresjonssignaturen var sterkt beriket i gener involvert i cellulær senescens og kronisk betennelse. IC-klokken oppdaget ulike aspekter av immunosenescens i blod, som var assosiert med funksjonelle endringer i immunaldring.

Den nåværende studien fant at genomisk ustabilitet, mitokondriell dysfunksjon og tap av proteostase var assosiert med funksjonen til spesifikke IC-domener. Høyere vitalitetsscore var assosiert med mitokondrielle elektrontransportgener. Til sammenligning var høyere psykologiske skårer relatert til DNA-skaderesponsveier og høyere sensoriske skårer var relatert til proteostase og immunresponsveier.

Dødelighetsdata fra de 1680 individene i FHS ble brukt for å bestemme om DNAM IC var assosiert med økt risiko for dødelighet av alle årsaker eller aldersrelaterte forhold. DNAM IC ble funnet å være sterkere assosiert med dødelighetsrisiko av alle årsaker. Denne studien estimerte at individer med høy DNAM -IC ville leve i gjennomsnitt 5,5 år lenger enn individer med lav DNAM -IC.

I denne studien viste denne studien at inntak av fisk rik på langkjedede omega-3-fettsyrer og overholdelse av anbefalte sukkernivåer kan fremme IC-vedlikehold. Selv om en rekke kostholdsfaktorer ble undersøkt, var det kun fiskeavledede omega-3-faktorer og overholdelse av sukkerretningslinjene som forble signifikant etter justering for flere tester.

Forskerne bemerker også at IC synker raskt i svært høy alder. På grunn av begrensede data i denne aldersgruppen er deres prediktive modell ikke like sterk for individer med ekstremt lave IC-verdier.

Mens IC-klokken er sterkt assosiert med dødelighet og helseutfall, kan ikke studien demonstrere at forbedring av DNAM IC nødvendigvis fører til bedre helseutfall eller lengre levetid.

Konklusjoner

Den nåværende studien identifiserte en biologisk klokke for aldersrelatert nedgang i IC basert på flere kliniske, funksjonelle, immun- og inflammatoriske komponenter og livsstilsvalg.

Denne IC-klokken kan estimeres fra blod og spytt og overgår epigenetiske klokker når det gjelder å forutsi dødelighetsrisiko. Det er imidlertid behov for ytterligere forskning for å avklare årsakssammenhenger og validere IC-klokken i mer forskjellige populasjoner og blant de med svært lav funksjonell kapasitet.

Et individs IC kan brukes til å veilede aldringsintervensjoner, selv om disse resultatene bør tolkes under hensyntagen til begrensningene til studien og behovet for ytterligere validering.

Last ned PDF-eksemplaret ditt nå!

Kilder: