Czy naukowcy mogą przewidzieć trwałość kropli krwi?

Czy naukowcy mogą przewidzieć trwałość kropli krwi?

Odkryj, jak nowy zegar epigenetyczny mierzy, jak szybko naprawdę się starzejesz, na podstawie kropli krwi lub śliny.

Badanie:Wewnętrzny zegar epigenetyczny oparty na krwi przewiduje śmiertelność i jest powiązany z czynnikami klinicznymi, immunologicznymi i stylem życia. Źródło zdjęcia: Zapylaiev Kostiantyn/shuuterstock.com

Badanie opublikowane niedawno w czasopiśmieRybitwa naturalna skonstruowali zegar wewnętrznej wydajności (IC), który pozwala przewidywać śmiertelność ze wszystkich przyczyn na podstawie różnych czynników.

Czym jest zdolność wewnętrzna?

W 2015 roku Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) wprowadziła zdolność wewnętrzną (IC), kluczowy element zdrowego starzenia się. Zdefiniował IC jako „sumę wszystkich zdolności fizycznych i umysłowych, z których jednostka może skorzystać w dowolnym momencie swojego życia”.

IC promuje zdrowe starzenie się, przesuwając konwencjonalny punkt ciężkości leczenia ostrych chorób na ocenę i utrzymanie zdolności funkcjonalnych jednostki. Należy zauważyć, że IC różni się u poszczególnych osób i zazwyczaj osiąga szczyt we wczesnym dzieciństwie i stopniowo maleje po osiągnięciu wieku średniego. Jednakże IC można poprawić w każdym wieku poprzez zmianę stylu życia.

Międzynarodowa Klasyfikacja Chorób, wersja 11, niedawno ujednoliciła kliniczne zastosowanie IC jako miernika funkcjonalnego starzenia się. Do chwili obecnej w kilku badaniach opracowano skale IC, gdzie niski wynik IC wiąże się z większą liczbą chorób współistniejących, trudnościami w codziennych czynnościach, osłabieniem i częstszymi upadkami. Badania te wykazały również związek między IC a czynnikami związanymi ze zdrowiem.

Chociaż układ scalony może skutecznie mierzyć funkcjonalność, obecny protokół pomiarów ilościowych jest bardzo złożony i wymaga zaawansowanego sprzętu i przeszkolonego personelu. Co więcej, dokładne mechanizmy molekularne i komórkowe związane ze spadkiem IC związanym z wiekiem są niejasne.

O badaniu

Obecne badanie miało na celu skonstruowanie nowego epigenetycznego predyktora IC (IC Clock) przy użyciu danych z kohorty Inspiration Translational (Inspire-T). Ta kohorta to trwające 10 lat badanie kontrolne oceniające zmiany IC i biomarkery starzenia się i chorób związanych z wiekiem. Uczestnicy mają od 20 do 102 lat i mają różną zdolność funkcjonalną.

Profilowanie DNA (DNAM) przeprowadzono u ponad 1000 uczestników kohorty Inspire-T. Wartości beta DNAM i wyniki IC wykorzystano do zbudowania modelu predykcyjnego dla IC przy użyciu regresji elastycznej netto i dziesięciokrotnej walidacji krzyżowej.

Zegar IC zastosowano w badaniu Framingham Heart Study (FHS), aby zbadać, w jaki sposób DNAM IC powiązano ze śmiertelnością oraz klinicznymi markerami zdrowia i stylu życia.

Aby ocenić molekularne i komórkowe mechanizmy IC, wzięto pod uwagę dane transkryptomiczne i zmiany składu komórkowego.

Wyniki badań

W narzędziach oceny klinicznej wykorzystano wartości IC (od 0 do 1), które reprezentują związany z wiekiem spadek w różnych obszarach, takich jak sensoryczne, poznawcze, psychologiczne, lokomocyjne i witalność. Wynik IC wynoszący 1 oznaczał najlepszy wynik zdrowotny, podczas gdy wynik zerowy oznaczał najgorszy wynik.

Wszystkie zbadane domeny IC były ujemnie skorelowane z wiekiem. Obecne badanie wykazało, że mężczyźni mieli wyższe wyniki IC w obszarach psychologicznych i witalności, podczas gdy kobiety miały wyższe wyniki w domenie sensorycznej. Nie zaobserwowano różnic między płciami w obszarach poznania i lokomocji.

Ciągła dwufazowa analiza regresji modelu wykazała, że ​​uczestniczki płci żeńskiej doświadczyły wcześniejszego pogorszenia czucia sensorycznego, podczas gdy uczestnicy płci męskiej doświadczyli wcześniejszego pogorszenia funkcji poznawczych. Odkrycie to sugeruje, że kobiety dłużej niż mężczyźni zachowują funkcje poznawcze, takie jak myślenie, zapamiętywanie i rozumowanie.

Ogólny wynik IC wykazał silną dodatnią korelację z każdą domeną w porównaniu z korelacjami między domenami, podkreślając integracyjny charakter wyniku IC. Najwyższe i najniższe korelacje międzydomenowe stwierdzono odpowiednio w domenie sensorycznej i psychologicznej.

Model, który uzyskał najlepsze wyniki pod względem wszystkich zbadanych wskaźników, tj. najwyższej korelacji, najniższego błędu i mniejszej liczby defektów cytozyny-fosforanu-guaniny (CPG), wykazał korelację na poziomie 0,61 między IC a wartościami przewidywanymi na podstawie DNAM. Chociaż zaobserwowano silną korelację ze względu na wiek, CPG o najwyższych współczynnikach wykazywały prawie zerową korelację z wiekiem chronologicznym.

Nowo skonstruowany zegar IC porównano z zegarami epigenetycznymi pierwszej i drugiej generacji. Zaobserwowano ujemną korelację między DNAM IC a zegarami epigenetycznymi, przy czym najsilniejszą korelację dał Phänkel, a następnie zegar Hannum. Obecne badanie wykazało, że IC DNAM można obliczyć na podstawie próbek śliny i krwi.

W bieżącym badaniu zidentyfikowano także ekspresję 578 genów (m.in.Mcoln2ICD28Geny)jako istotnie powiązane ze zmianami DNAM -IC. CPG w zegarze IC wykazały korelację 0,21 z ekspresją co najmniej jednego znaczącego genu. Obserwacja ta potwierdziła silne powiązanie między zegarem IC a zidentyfikowaną sygnaturą ekspresji genu DNAM IC.

Przeprowadzono analizę Gene Ontology (GO) w celu określenia procesów biologicznych związanych z sygnaturą ekspresji genów DNAM IC. Sygnatura ekspresji IC była w dużym stopniu wzbogacona w geny zaangażowane w starzenie się komórek i przewlekłe zapalenie. Zegar IC wykrył różne aspekty immunostarzenia we krwi, które powiązano ze zmianami funkcjonalnymi zachodzącymi w procesie starzenia immunologicznego.

Obecne badanie wykazało, że niestabilność genomu, dysfunkcja mitochondriów i utrata proteostazy są powiązane z funkcją określonych domen IC. Wyższe wyniki żywotności powiązano z genami mitochondrialnego transportu elektronów. Dla porównania, wyższe wyniki psychologiczne były związane ze szlakami odpowiedzi na uszkodzenie DNA, a wyższe wyniki sensoryczne były związane ze szlakami proteostazy i odpowiedzi immunologicznej.

Dane dotyczące śmiertelności pochodzące od 1680 osób w FHS wykorzystano do ustalenia, czy DNAM IC wiąże się ze zwiększonym ryzykiem zgonu ze wszystkich przyczyn lub ze względu na wiek. Stwierdzono, że DNAM IC jest silniej powiązany z ryzykiem śmiertelności ze wszystkich przyczyn. W badaniu tym oszacowano, że osoby z wysokim poziomem DNAM -IC będą żyły średnio 5,5 roku dłużej niż osoby z niskim poziomem DNAM -IC.

W tym badaniu wykazano, że spożywanie ryb bogatych w długołańcuchowe kwasy tłuszczowe omega-3 i przestrzeganie zalecanego poziomu cukru może sprzyjać utrzymaniu IC. Chociaż zbadano szereg czynników dietetycznych, jedynie czynniki omega-3 pochodzące z ryb i przestrzeganie wytycznych dotyczących cukru pozostały istotne po uwzględnieniu wielokrotnych testów.

Naukowcy zauważają również, że IC gwałtownie spada w bardzo starszym wieku. Ze względu na ograniczone dane w tej grupie wiekowej ich model predykcyjny nie jest tak silny w przypadku osób z wyjątkowo niskimi wartościami IC.

Chociaż zegar IC jest silnie powiązany ze śmiertelnością i wynikami zdrowotnymi, badanie nie może wykazać, że poprawa DNAM IC koniecznie prowadzi do lepszych wyników zdrowotnych lub dłuższej długości życia.

Wnioski

W bieżącym badaniu zidentyfikowano zegar biologiczny odpowiedzialny za spadek IC związany z wiekiem w oparciu o wiele czynników klinicznych, funkcjonalnych, immunologicznych i zapalnych oraz wybór stylu życia.

Ten zegar IC można oszacować na podstawie krwi i śliny i przewyższa on zegary epigenetyczne w przewidywaniu ryzyka śmiertelności. Konieczne są jednak dalsze badania w celu wyjaśnienia związków przyczynowych i potwierdzenia zegara IC w bardziej zróżnicowanych populacjach oraz wśród osób o bardzo niskich zdolnościach funkcjonalnych.

Indywidualny współczynnik IC można wykorzystać do ukierunkowania interwencji związanych ze starzeniem się, chociaż wyniki te należy interpretować, biorąc pod uwagę ograniczenia badania i potrzebę dalszej walidacji.

Pobierz teraz swoją kopię PDF!

Źródła: