Kan forskare förutsäga livslängden för en bloddroppe?

Kan forskare förutsäga livslängden för en bloddroppe?

Upptäck hur en ny epigenetisk klocka mäter hur snabbt du verkligen åldras från en droppe blod eller saliv.

Studera:En blodbaserad epigenetisk klocka med inneboende kapacitet förutsäger dödlighet och är associerad med kliniska, immunologiska och livsstilsfaktorer. Fotokredit: Zapylaiev Kostiantyn/shuuterstock.com

En studie som nyligen publicerades i tidskriftenNaturlig tärna konstruerade en intrinsic capacity clock (IC) för att förutsäga dödlighet av alla orsaker baserat på olika faktorer.

Vad är inre kapacitet?

2015 introducerade Världshälsoorganisationen (WHO) intrinsic kapacitet (IC), en kritisk komponent för hälsosamt åldrande. Definierade IC som "summan av alla fysiska och mentala förmågor som en individ kan dra nytta av när som helst i sitt liv."

IC främjar hälsosamt åldrande genom att flytta det konventionella fokuset för behandling av akuta sjukdomar till att utvärdera och bibehålla en individs funktionella förmåga. Det är viktigt att notera att IC varierar mellan individer och vanligtvis toppar i tidig barndom och minskar gradvis efter medelåldern. Däremot kan IC förbättras i alla åldrar genom livsstilsförändringar.

International Classification of Diseases, 11th Revision, standardiserade nyligen den kliniska användningen av IC som ett funktionellt åldrandemått. Hittills har flera studier utvecklat IC-poäng där en låg IC-poäng är associerad med högre komorbiditet, svårigheter med dagliga aktiviteter, skörhet och ökade fall. Dessa studier har också etablerat ett samband mellan IC och hälsorelaterade faktorer.

Även om IC effektivt kan mäta funktionalitet är det nuvarande protokollet för kvantitativa åtgärder mycket komplext och kräver sofistikerad utrustning och utbildad personal. Dessutom är de exakta molekylära och cellulära mekanismerna förknippade med den åldersrelaterade nedgången i IC oklara.

Om studien

Den aktuella studien syftade till att konstruera en ny epigenetisk prediktor för IC (IC Clock) med hjälp av data från Inspiration Translational (Inspire-T) kohorten. Denna kohort är en pågående 10-årig uppföljningsstudie som utvärderar IC-förändringar och biomarkörer för åldrande och åldersrelaterade sjukdomar. Deltagarna är mellan 20 och 102 år och har olika funktionsförmåga.

DNA-profilering (DNAM) utfördes på mer än 1000 deltagare i Inspire-T-kohorten. DNAM betavärden och IC-poäng användes för att bygga en prediktiv modell för IC med hjälp av nettoelastisk regression och tiofaldig korsvalidering.

IC-klockan applicerades på Framingham Heart Study (FHS) för att utforska hur DNAM IC associerades med dödlighet, kliniska markörer för hälsa och livsstil.

Transkriptomikdata och cellulära sammansättningsförändringar ansågs utvärdera de molekylära och cellulära mekanismerna för IC.

Studieresultat

Kliniska bedömningsverktyg har använt IC-värden (från 0 till 1) som representerar åldersrelaterad nedgång inom olika domäner som sensoriska, kognitiva, psykologiska, rörelser och vitalitet. En IC-poäng på 1 indikerade det bästa hälsoresultatet, medan ett nollpoäng indikerade det sämsta resultatet.

Alla IC-domäner som undersöktes var negativt korrelerade med ålder. Den aktuella studien fann att män hade högre IC-poäng i de psykologiska och vitalitetsdomänerna, medan kvinnor hade högre poäng i den sensoriska domänen. Inga könsskillnader observerades inom områdena kognition och rörelse.

En kontinuerlig tvåfasmodellregressionsanalys visade att kvinnliga deltagare upplevde tidigare sensorisk försämring, medan manliga deltagare upplevde tidigare kognitiv försämring. Detta fynd innebär att kvinnor bibehåller kognitiva funktioner som att tänka, minnas och resonera längre än män.

Den övergripande IC-poängen visade en robust positiv korrelation med varje domän jämfört med korrelationerna mellan domäner, vilket framhävde den integrerande karaktären hos IC-poängen. De högsta och lägsta interdomänkorrelationerna återfanns i de sensoriska respektive psykologiska domänerna.

Modellen som rankades bäst över alla undersökta mätvärden, dvs högsta korrelation, lägsta fel och färre cytosin-fosfat-guanin (CPG)-defekter, visade en korrelation på 0,61 mellan IC och förutsagda värden baserat på DNAM. Även om en stark korrelation observerades baserat på ålder, visade CPG med de högsta koefficienterna nästan noll korrelation med kronologisk ålder.

Den nykonstruerade IC-klockan jämfördes med första och andra generationens epigenetiska klockor. En negativ korrelation mellan DNAM IC och de epigenetiska klockorna observerades, där Phänkel gav den starkaste korrelationen, följt av Hannum-klockan. Den aktuella studien fann att DNAM IC kan beräknas från saliv och blodprover.

Den aktuella studien identifierade också uttrycket av 578 gener (t.ex. t.ex.Mcoln2OchCD28Gener)som signifikant förknippas med DNAM-IC-förändringar. CPGs i IC-klockan visade en korrelation på 0,21 med uttrycket av minst en signifikant gen. Denna observation bekräftade den robusta kopplingen mellan IC-klockan och den identifierade genuttryckssignaturen för DNAM IC.

Gene Ontology (GO) analys utfördes för att bestämma de biologiska processer som är associerade med genuttryckssignaturen för DNAM IC. IC-expressionssignaturen var mycket berikad i gener involverade i cellulär senescens och kronisk inflammation. IC-klockan upptäckte olika aspekter av immunosenscens i blod, vilket var associerat med funktionella förändringar i immunförsvaret.

Den aktuella studien fann att genomisk instabilitet, mitokondriell dysfunktion och proteostasförlust var associerade med funktionen hos specifika IC-domäner. Högre vitalitetspoäng associerades med mitokondriella elektrontransportgener. I jämförelse var högre psykologiska poäng relaterade till reaktionsvägar för DNA-skador och högre sensoriska poäng relaterade till proteostas- och immunsvarsvägar.

Dödlighetsdata från de 1 680 individerna i FHS användes för att avgöra om DNAM IC var associerat med en ökad risk för dödlighet av alla orsaker eller åldersrelaterade tillstånd. DNAM IC visade sig vara starkare förknippat med dödlighetsrisker av alla orsaker. Denna studie uppskattade att individer med hög DNAM-IC skulle leva i genomsnitt 5,5 år längre än individer med låg DNAM-IC.

I den här studien visade denna studie att konsumtion av fisk rik på långkedjiga omega-3-fettsyror och att följa rekommenderade sockernivåer kan främja IC-upprätthållandet. Även om en rad kostfaktorer undersöktes, förblev endast fisk-härledda omega-3-faktorer och efterlevnad av riktlinjer för socker signifikant efter justering för flera tester.

Forskarna noterar också att IC minskar snabbt i mycket hög ålder. På grund av begränsad data i denna åldersgrupp är deras prediktiva modell inte lika stark för individer med extremt låga IC-värden.

Även om IC-klockan är starkt förknippad med dödlighet och hälsoresultat, kan studien inte visa att förbättring av DNAM IC nödvändigtvis leder till bättre hälsoresultat eller längre livslängder.

Slutsatser

Den aktuella studien identifierade en biologisk klocka för åldersrelaterad nedgång i IC baserat på flera kliniska, funktionella, immun- och inflammatoriska komponenter och livsstilsval.

Denna IC-klocka kan uppskattas från blod och saliv och överträffar epigenetiska klockor när det gäller att förutsäga dödsrisk. Ytterligare forskning behövs dock för att klargöra orsakssamband och validera IC-klockan i mer olika populationer och bland de med mycket låg funktionell kapacitet.

En individs IC kan användas för att vägleda åldrandeinterventioner, även om dessa resultat bör tolkas med hänsyn till studiens begränsningar och behovet av ytterligare validering.

Ladda ner din PDF-kopia nu!

Källor: