DNA: Ένα νέο βιολογικό «ρολόι» ξεκλειδώνει τα μυστικά της βιολογικής γήρανσης

Μπορούμε τελικά να σταματήσουμε τη διαδικασία γήρανσης; Έτσι πιστεύουν οι ερευνητές του Νοσοκομείου Brigham and Women’s (BWH) στις ΗΠΑ οι οποίοι ανέπτυξαν ένα βιολογικό «ρολόι» DNA που θα μπορούσε θεωρητικά να «ξεκλειδώσει» τα μυστικά της γήρανσης. Αυτό το νέο επιγενετικό ρολόι μπορεί να προβλέψει με μεγαλύτερη ακρίβεια τη βιολογική γήρανση καθώς και την αποτελεσματικότητα των θεραπειών κατά της γήρανσης.

Οι ερευνητές της μελέτης ανέπτυξαν ένα μοντέλο μηχανικής μάθησης που μπορεί να διακρίνει μεταξύ γενετικών παραγόντων οι οποίοι είτε επιταχύνουν είτε επιβραδύνουν τη διαδικασία γήρανσης, κάτι που προηγούμενα μοντέλα δεν μπορούσαν να κάνουν.

Η έρευνα εστιάζει στην έννοια της μεθυλίωσης του DNA, μιας βιολογικής διαδικασίας που τροποποιεί τη δομή του DNA και επηρεάζει τον τρόπο λειτουργίας των γονιδίων. Η διαδικασία αυτή συνδέεται στενά με τη γήρανση, με ορισμένες περιοχές του DNA, γνωστές ως CpG sites, να έχουν ιδιαίτερη επιρροή. Τα νέα επιγενετικά ρολόγια, που ονομάζονται CausAge, DamAge και AdaptAge, έχουν σχεδιαστεί για να ξεχωρίζουν ποιες αλλαγές μεθυλίωσης συνδέονται απλώς με τη γήρανση από εκείνες που την προκαλούν άμεσα.

«Τα προηγούμενα ρολόγια εξέταζαν τη σχέση μεταξύ των μοτίβων μεθυλίωσης και των χαρακτηριστικών που γνωρίζουμε ότι συσχετίζονται με τη γήρανση, αλλά δεν μας έλεγαν ποιοι παράγοντες επιταχύνουν ή επιβραδύνουν τη γήρανση. Δημιουργήσαμε το πρώτο ρολόι που κάνει διάκριση μεταξύ αιτίας και αποτελέσματος», αναφέρει ο Δρ. Βαντίμ Γκλάντισεφ, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και ερευνητής στο Τμήμα Γενετικής στο BWH. «Τα ρολόγια μας διακρίνουν μεταξύ των αλλαγών που επιταχύνουν και αντισταθμίζουν τη γήρανση για να προβλέψουμε τη βιολογική ηλικία και να αξιολογήσουμε την αποτελεσματικότητα των παρεμβάσεων κατά της γήρανσης», εξήγησε.

Για την ανάπτυξη αυτών των ρολογιών, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την τεχνική της Μεντελικής τυχαιοποίησης σε πάνω από 20.000 CpG-θέσεις σε όλο το γονιδίωμα, συσχετίζοντάς τες με οκτώ χαρακτηριστικά που σχετίζονται με τη γήρανση, όπως η διάρκεια ζωής και ο δείκτης ευθραυστότητας. Η τεχνική αυτή τους επέτρεψε να διαπιστώσουν την αιτιώδη συνάφεια και όχι την απλή συσχέτιση μεταξύ της δομής του DNA και των παρατηρήσιμων χαρακτηριστικών γήρανσης.

Οι ερευνητές δοκίμασαν τα μοντέλα τους σε δείγματα αίματος από εθελοντές ηλικίας 18 έως 93 ετών που συμμετείχαν στη μελέτη Generation Scotland Cohort, προκειμένου να αναπτύξουν έναν ολοκληρωμένο χάρτη των ανθρώπινων CpG θέσεων που επηρεάζουν τη βιολογική γήρανση. Ο χάρτης αυτός μπορεί πλέον να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό βιοδεικτών γήρανσης και την αξιολόγηση του τρόπου με τον οποίο διάφορες παρεμβάσεις θα μπορούσαν να επηρεάσουν τη μακροζωία. Περαιτέρω επικύρωση των ρολογιών πραγματοποιήθηκε με τη χρήση δεδομένων από τις μελέτες Framingham Heart Study και Normative Aging Study.

Τα ευρήματα αποκάλυψαν ότι το μοντέλο DamAge συσχετίστηκε με αρνητικά αποτελέσματα για την υγεία, όπως θνησιμότητα, ενώ το μοντέλο AdaptAge συσχετίστηκε με τη μακροζωία, υποδεικνύοντας ότι οι αλλαγές στη μεθυλίωση του DNA μπορούν είτε να βλάψουν είτε να προστατεύσουν από τη γήρανση. Μια ενδιαφέρουσα εφαρμογή αυτών των ρολογιών ήταν η αξιολόγηση της βιολογικής ηλικίας των επαναπρογραμματισμένων βλαστοκυττάρων. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το DamAge μειώθηκε σε αυτά τα κύτταρα, γεγονός που υποδηλώνει μείωση των βλαβών που σχετίζονται με την ηλικία, ενώ το AdaptAge δεν παρουσίασε κανένα σταθερό πρότυπο.

Η ομάδα διερεύνησε επίσης την απόδοση των ρολογιών σε βιολογικά δείγματα ασθενών με χρόνιες παθήσεις και βλάβες που προκαλούνται από τον τρόπο ζωής, διαπιστώνοντας ότι το DamAge αυξήθηκε με τις βλάβες που σχετίζονται με την ηλικία, ενώ το AdaptAge μειώθηκε, αποτυπώνοντας προστατευτικές προσαρμογές κατά της γήρανσης.

«Η γήρανση είναι μια πολύπλοκη διαδικασία και ακόμη δεν γνωρίζουμε ποιες παρεμβάσεις λειτουργούν πραγματικά», σημειώνει ο ερευνητής. «Τα ευρήματα μας επιτρέπουν να ποσοτικοποιήσουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια τη βιολογική ηλικία και να αξιολογήσουμε την ικανότητα των νέων παρεμβάσεων γήρανσης να αυξήσουν τις πιθανότητες μακροζωίας», καταλήγει ο ερευνητής.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Nature Aging».

ΠΗΓΗ: Studyfinds