Biomarkører, der bruges til at spore fordelene ved anti-aging-terapier, kan være vildledende, foreslår Lifespan Machine

Vi bliver alle gamle og dør, men vi ved stadig ikke hvorfor. Kost, motion og stress påvirker alle vores levetid, men de underliggende processer, der driver aldring, forbliver et mysterium. Ofte måler vi alder ved at tælle vores år siden fødslen, og alligevel ved vores celler intet om kronologisk tid - vores organer og væv kan ældes hurtigere eller langsommere, uanset hvad vi ville forvente af at tælle antallet af kredsløb, vi tager omkring solen.

Af denne grund søger mange forskere efter at udvikle metoder til at måle den "biologiske alder" af vores celler - som kan være forskellig fra vores kronologiske alder. I teorien kunne sådanne biomarkører for aldring give et mål for sundhed, der kunne revolutionere, hvordan vi praktiserer medicin.

Enkeltpersoner kunne bruge en biomarkør for aldring til at spore deres biologiske alder over tid, måle effekten af ​​kost, motion og medicin og forudsige deres virkninger for at forlænge levetiden eller forbedre livskvaliteten. Lægemidler kunne designes og identificeres ud fra deres virkning på den biologiske alder. Med andre ord kunne vi begynde at behandle ældning i sig selv.

Der er dog endnu ikke valideret nogen nøjagtig og meget prædiktiv test for biologisk alder. Til dels skyldes det, at vi stadig ikke ved, hvad der forårsager aldring og derfor ikke kan måle det. Endelige fremskridt på området vil kræve validering af biomarkører gennem en patients levetid, en upraktisk bedrift givet menneskets forventede levetid.

For at forstå de irreducerbare komponenter i aldring, og hvordan disse kan måles og testes, henvender forskerne sig til laboratoriedyr. I modsætning til mennesker lever nematoden C. elegans i gennemsnit i to uger, hvilket gør det nemmere at indsamle adfærds- og levetidsdata, som ellers ville kræve århundreder.

Nematoden C. elegans begynder voksenlivet med at udforske deres miljø energisk. Over tid sænker de og holder op med at kravle, et adfærdsstadium kendt som kraftig bevægelsesophør (VMC). VMC er en biomarkør for aldring og en proxy for nematodes sundhed.

Undersøgelser af genetisk identiske nematoder har vist, at det er en stærk forudsigelse af en orms levetid, men på samme tid kan indgreb designet til at ændre aldring påvirke VMC uforholdsmæssigt meget i forhold til levetid og omvendt. Forskere ved Center for Genomic Regulation (CRG) i Barcelona søger at forstå, hvorfor dette sker, og hvad det betyder for ældningsprocessen hos mennesker.

Et team ledet af Dr. Nicholas Stroustrup, gruppeleder ved CRG's systembiologiske forskningsprogram, har udviklet "Lifespan Machine", en enhed, der kan følge liv og død af titusindvis af nematoder på én gang. Ormene lever i en petriskål under et vågent øje fra en scanner, der overvåger hele deres liv. Ved at afbilde nematoderne én gang i timen i flere måneder, indsamler enheden data i hidtil uset statistisk opløsning og skala.

Beskriver deres resultater i tidsskriftet PLOS Computational Biology , fandt forskerholdet ud af, at nematoder har mindst to delvist uafhængige ældningsprocesser, der finder sted på samme tid - en, der bestemmer VMC, og den anden bestemmer dødstidspunktet.

Mens begge processer følger forskellige baner, er deres hastigheder korreleret til hinanden, med andre ord hos individer, for hvem VMC forekom med en accelereret hastighed, det samme gjorde dødstidspunktet og omvendt. Med andre ord afslørede undersøgelsen, at hver enkelt nematode har mindst to forskellige biologiske aldre.

Forskerne gjorde opdagelsen ved at bygge et genetisk værktøj, der lader dem kontrollere nematodernes ældningshastighed – og effektivt vælge en gennemsnitlig levetid for befolkningen, der kan variere fra to uger til et par dage. Værktøjet virker ved at mærke RNA-polymerase II - enzymet, der laver mRNA - med et lille molekyle. Orme blev fodret med forskellige mængder af hormonet auxin, som fint kontrollerer aktiviteten af ​​RNA-polymerase II, som igen ændrer deres levetid.

Mennesker er større og på mange måder mere komplekse end nematoder og vil derfor sandsynligvis have et endnu højere antal forskellige biologiske aldre end nematoder. Samlet set viser undersøgelsen, hvordan flere, for det meste uafhængige ældningsprocesser kan arbejde i tandem for at få forskellige dele af dyret til at ældes med forskellige hastigheder. Resultaterne udfordrer konceptet om, at dyr har et enkelt enhedsmål for biologisk alder, der kan være indikativ for et individs generelle helbred.

Forskerne fandt også ud af, at uanset hvilke livstidsændrende mutationer og indgreb de gav nematoderne, forblev den statistiske korrelation mellem de forskellige biologiske aldre konstant.

Dette antyder eksistensen af ​​en usynlig kommandokæde – eller hierarkisk struktur – der regulerer ormens ældningsprocesser, hvis mekanismer endnu ikke er opdaget. Dette betyder, at mens aldringsprocesser kan være uafhængige, er det også rigtigt, at nogle individer er "hurtige aldrende" og andre "langsomme aldrende", idet mange af deres aldringsprocesser bevæger sig tilsvarende hurtigere eller langsommere end deres jævnaldrende.

Undersøgelsen sætter spørgsmålstegn ved en afgørende antagelse om aldrende biomarkører, at når interventioner som motion eller diæt "forynger" en biomarkør, er det et godt tegn på, at den underliggende biologi af aldring på samme måde har ændret sig.

"Vores model viser, at biomarkører trivielt kan afkobles fra resultater, fordi de måler en ældningsproces, der ikke er direkte involveret i resultatet, men blot korrelerer med det i et system af hierarkiske processer," forklarer Dr. Stroustrup. "Simpelt sagt, bare fordi to dele af et individ har tendens til at korrelere i deres biologiske alder på tværs af individer, betyder det ikke, at den ene forårsager den anden, eller at de sandsynligvis involverer fælles aldringsmekanismer."

Resultaterne har betydning for, at forbrugere bliver tilbudt kommercielle produkter, der vurderer deres biologiske alder. Biologiske alderstests bruger paneler af biomarkører, der påstås at være meningsfuldt forskellige. Disse kan måle tusind forskellige dele af et individ, men disse dele kan alle forveksles på en identisk måde.

Ifølge Dr. Stroustrup ligger løsningen i at finde biomarkører, der måler distinkte, interagerende ældningsprocesser, som også minimalt korrelerer med hinanden. "Biomarkører, der bruges til at vurdere biologisk alder, kan ændres uden faktisk at gøre en 'hurtig ælder' til 'langsom ælder'. Forskere bør fokusere på at måle effekten af ​​interventioner på funktionelle resultater frem for at antage, at ændringer i biomarkører vil forudsige resultater på en ligetil måde ", slutter han. + Udforsk yderligere

At være ensom og ulykkelig fremskynder aldring mere end rygning, viser undersøgelse