Dokážu vedci predpovedať životnosť kvapky krvi?

Dokážu vedci predpovedať životnosť kvapky krvi?

Zistite, ako nové epigenetické hodiny merajú, ako rýchlo skutočne starnete z kvapky krvi alebo sliny.

štúdium:Epigenetické hodiny založené na vnútornej kapacite krvi predpovedajú úmrtnosť a sú spojené s klinickými, imunologickými faktormi a faktormi životného štýlu. Fotografický kredit: Zapylaiev Kostiantyn/shuuterstock.com

Štúdia nedávno publikovaná v časopiseRybák prírodný skonštruovali hodiny vnútornej kapacity (IC) na predpovedanie úmrtnosti zo všetkých príčin na základe rôznych faktorov.

Čo je to vnútorná kapacita?

V roku 2015 Svetová zdravotnícka organizácia (WHO) zaviedla vnútornú kapacitu (IC), kritickú zložku zdravého starnutia. Definoval IC ako „súhrn všetkých fyzických a duševných schopností, ktoré môže jednotlivec využiť v ktoromkoľvek bode svojho života“.

IC podporuje zdravé starnutie posunutím konvenčného zamerania liečby akútnych ochorení na hodnotenie a udržiavanie funkčných schopností jednotlivca. Je dôležité poznamenať, že IC sa medzi jednotlivcami líši a zvyčajne vrcholí v ranom detstve a postupne klesá po strednom veku. IC je však možné zlepšiť v akomkoľvek veku prostredníctvom zmien životného štýlu.

Medzinárodná klasifikácia chorôb, 11. revízia, nedávno štandardizovala klinické použitie IC ako funkčnej metriky starnutia. K dnešnému dňu niekoľko štúdií vyvinulo skóre IC, kde je nízke skóre IC spojené s vyššou komorbiditou, ťažkosťami s každodennými aktivitami, krehkosťou a zvýšenými pádmi. Tieto štúdie tiež preukázali súvislosť medzi IC a faktormi súvisiacimi so zdravím.

Hoci IC dokáže efektívne merať funkčnosť, súčasný protokol pre kvantitatívne merania je veľmi zložitý a vyžaduje sofistikované vybavenie a vyškolený personál. Okrem toho nie sú jasné presné molekulárne a bunkové mechanizmy spojené s poklesom IC súvisiacim s vekom.

O štúdiu

Cieľom súčasnej štúdie bolo skonštruovať nový epigenetický prediktor IC (IC Clock) pomocou údajov z kohorty Inspiration Translational (Inspire-T). Táto kohorta je pokračujúca 10-ročná následná štúdia hodnotiaca zmeny IC a biomarkery starnutia a chorôb súvisiacich s vekom. Účastníci majú od 20 do 102 rokov a majú rôzne funkčné schopnosti.

DNA profilovanie (DNAM) bolo vykonané na viac ako 1000 účastníkoch v kohorte Inspire-T. Hodnoty DNAM beta a skóre IC sa použili na vytvorenie prediktívneho modelu pre IC pomocou čistej elastickej regresie a desaťnásobnej krížovej validácie.

IC hodiny boli aplikované na Framingham Heart Study (FHS), aby sa zistilo, ako DNAM IC súvisí s úmrtnosťou, klinickými markermi zdravia a životného štýlu.

Na vyhodnotenie molekulárnych a bunkových mechanizmov IC sa zvážili transkriptomické údaje a zmeny bunkového zloženia.

Výsledky štúdie

Nástroje klinického hodnotenia využívajú hodnoty IC (od 0 do 1), ktoré predstavujú pokles súvisiaci s vekom v rôznych oblastiach, ako sú senzorické, kognitívne, psychologické, lokomócie a vitalita. Skóre IC 1 znamenalo najlepší zdravotný výsledok, zatiaľ čo nulové skóre znamenalo najhorší výsledok.

Všetky skúmané IC domény negatívne korelovali s vekom. Súčasná štúdia zistila, že muži mali vyššie skóre IC v psychologickej doméne a doméne vitality, zatiaľ čo ženy mali vyššie skóre v senzorickej doméne. V oblasti kognície a lokomócie neboli pozorované žiadne rodové rozdiely.

Nepretržitá dvojfázová modelová regresná analýza ukázala, že ženské účastníčky zaznamenali skorší zmyslový pokles, zatiaľ čo mužskí účastníci zažili skorší kognitívny pokles. Toto zistenie naznačuje, že ženy si zachovávajú kognitívne funkcie, ako je myslenie, zapamätávanie a uvažovanie dlhšie ako muži.

Celkové skóre IC ukázalo silnú pozitívnu koreláciu s každou doménou v porovnaní s koreláciami medzi doménami, čo zdôrazňuje integračnú povahu skóre IC. Najvyššie a najnižšie medzidoménové korelácie boli zistené v senzorickej a psychologickej doméne.

Model, ktorý sa najlepšie umiestnil vo všetkých skúmaných metrikách, t. j. najvyššia korelácia, najnižšia chyba a menej defektov cytozín-fosfát-guanín (CPG), ukázal koreláciu 0,61 medzi IC a predpokladanými hodnotami na základe DNAM. Hoci bola pozorovaná silná korelácia na základe veku, CPG s najvyššími koeficientmi vykazovali takmer nulovú koreláciu s chronologickým vekom.

Novo skonštruované IC hodiny boli porovnané s epigenetickými hodinami prvej a druhej generácie. Pozorovala sa negatívna korelácia medzi DNAM IC a epigenetickými hodinami, pričom najsilnejšiu koreláciu poskytli Phänkelove hodiny, po ktorých nasledovali Hannumove hodiny. Súčasná štúdia zistila, že DNAM IC možno vypočítať zo vzoriek slín a krvi.

Súčasná štúdia tiež identifikovala expresiu 578 génov (napr.McColn2ACD28Gény)ako významne spojené so zmenami DNAM -IC. CPG v IC hodinách vykazovali koreláciu 0,21 s expresiou aspoň jedného významného génu. Toto pozorovanie potvrdilo silné spojenie medzi IC hodinami a identifikovaným podpisom génovej expresie DNAM IC.

Uskutočnila sa analýza génovej ontológie (GO), aby sa určili biologické procesy spojené s podpisom génovej expresie DNAM IC. Signatúra expresie IC bola vysoko obohatená o gény zapojené do starnutia buniek a chronického zápalu. IC hodiny detekovali rôzne aspekty imunosenescencie v krvi, ktorá bola spojená s funkčnými zmenami v imunitnom starnutí.

Súčasná štúdia zistila, že genómová nestabilita, mitochondriálna dysfunkcia a strata proteostázy boli spojené s funkciou špecifických IC domén. Vyššie skóre vitality bolo spojené s mitochondriálnymi elektrónovými transportnými génmi. Na porovnanie, vyššie psychologické skóre súviselo s dráhami reakcie na poškodenie DNA a vyššie senzorické skóre súviselo s dráhami proteostázy a imunitnej reakcie.

Údaje o úmrtnosti od 1 680 jedincov vo FHS sa použili na určenie, či DNAM IC bola spojená so zvýšeným rizikom úmrtnosti zo všetkých príčin alebo stavov súvisiacich s vekom. Zistilo sa, že DNAM IC je silnejšie spojená s rizikami mortality zo všetkých príčin. Táto štúdia odhadla, že jedinci s vysokým DNAM-IC by žili v priemere o 5,5 roka dlhšie ako jedinci s nízkym DNAM-IC.

V tejto štúdii táto štúdia ukázala, že konzumácia rýb bohatých na omega-3 mastné kyseliny s dlhým reťazcom a dodržiavanie odporúčaných hladín cukru môže podporiť udržanie IC. Hoci sa skúmal celý rad stravovacích faktorov, po úprave na viaceré testy zostali významné iba faktory omega-3 odvodené z rýb a dodržiavanie pokynov pre cukor.

Vedci tiež poznamenávajú, že IC rýchlo klesá vo veľmi starom veku. Vzhľadom na obmedzené údaje v tejto vekovej skupine nie je ich prediktívny model taký silný pre jedincov s extrémne nízkymi hodnotami IC.

Zatiaľ čo IC hodiny sú silne spojené s úmrtnosťou a zdravotnými výsledkami, štúdia nemôže preukázať, že zlepšenie DNAM IC nevyhnutne vedie k lepším zdravotným výsledkom alebo dlhšej dĺžke života.

Závery

Súčasná štúdia identifikovala biologické hodiny pre pokles IC súvisiaci s vekom na základe viacerých klinických, funkčných, imunitných a zápalových zložiek a výberu životného štýlu.

Tieto IC hodiny možno odhadnúť z krvi a slín a prekonávajú epigenetické hodiny pri predpovedaní rizika úmrtnosti. Je však potrebný ďalší výskum na objasnenie kauzálnych vzťahov a potvrdenie IC hodín v rôznorodejších populáciách a medzi tými, ktoré majú veľmi nízku funkčnú kapacitu.

IC jednotlivca sa môže použiť na usmernenie zásahov súvisiacich so starnutím, hoci tieto výsledky by sa mali interpretovať s prihliadnutím na obmedzenia štúdie a potrebu ďalšej validácie.

Stiahnite si svoju kópiu PDF teraz!

Zdroje: