L'étude jette des fondements pour aborder des questions ouvertes dans le vieillissement humain

Les médecins ont longtemps observé que l'âge biologique et l'âge chronologique ne sont pas toujours un et identique. Un de 55 ans peut montrer beaucoup de signes de vieillesse et avoir les nombreuses maladies relatives à l'âge, alors qu'un de 80 ans peut être sain et robuste. Tandis que le régime, l'activité matérielle et d'autres facteurs jouent un rôle, il y a beaucoup de contributeurs pour pourquoi et la façon dont certains vieillissent mieux que d'autres. Ces contributeurs restent mal compris.

Pour une étude publiée le 19 décembre 2018 dans la biologie de génome, une équipe de collaboration à l'institut de Salk a analysé des cellules de la peau s'échelonnant très du jeune aux signatures moléculaires très vieilles et recherchées qui peuvent être prévisionnelles de l'âge. Développer une meilleure compréhension des procédés biologiques du vieillissement pourrait éventuellement aider à adresser les états de santé qui sont plus courants dans la vieillesse, telle que la cardiopathie et la démence.

« Cette expérience a été conçue pour déterminer s'il y a les signatures moléculaires du vieillissement en travers de la gamme entière de la durée de vie humaine, » dit le Co-sénior l'auteur Saket Navlakha, un professeur adjoint dans le laboratoire de biologie intégrateur de Salk. « Nous voulons développer les algorithmes qui peuvent prévoir le vieillissement sain et le vieillissement non-sain, et l'essai pour trouver les différences. »

« L'étude fournit une fondation pour aborder quantitativement des questions ouvertes dans le vieillissement humain, tel que le régime du vieillissement pendant des périodes de tension, » dit professeur Martin Hetzer, auteur de Co-sénior, ainsi que vice-président de Salk et responsable d'officier de la science.

Les chercheurs se sont concentrés sur un type de fibroblastes cutanés appelés de cellule de la peau, qui produisent du tissu conjonctif et aident la peau à guérir après des blessures. Ils ont choisi ce type de cellule pour deux raisons : d'abord, il est facile obtenir les cellules avec une biopsie cutanée simple et non envahissante ; en second lieu, des études plus tôt ont indiqué que les fibroblastes sont susceptibles de contenir des signatures du vieillissement. C'est parce que, à la différence de la plupart des types de cellules qui retournent complet tous les quelques semaines ou mois, un sous-ensemble de ces cellules reste avec nous nos durées entières.

Les chercheurs ont analysé des fibroblastes pris de 133 personnes en bonne santé s'échelonnant dans l'âge de 1 à 94. Pour obtenir un échantillon représentatif, l'équipe a étudié une moyenne de 13 personnes pour chaque décennie d'âge. Le laboratoire a cultivé les cellules pour se multiplier, puis a employé une méthode RNA appelé ordonnançant (ARN-Seq) pour rechercher des biomarqueurs dans les cellules qui changent pendant que les personnes deviennent plus âgées. Utilisations ARN-Seq profond-ordonnançant des technologies pour déterminer quels gènes sont allumés en certaines cellules. Utilisant des algorithmes d'apprentissage automatique faits sur commande pour trier les caractéristiques ARN-Seq, l'équipe a trouvé certains biomarqueurs indiquer le vieillissement, et pouvait prévoir l'âge d'une personne à moins de huit ans d'erreur en moyenne.

« Nous avons pris « un bassin de cuisine » approche avec ce projet, » dit le premier auteur Jason Fleischer, un boursier post-doctoral de Salk. « Plutôt qu'entrant dans cette recherche avec une idée de ce que nous avons voulu trouver, nous avons décidé de regarder les changements de l'expression de tous les gènes de protéine-codage et laissez les algorithmes la trient. Nous avons employé ce qui est appelé une méthode d'apprentissage automatique d'ensemble pour faire ceci. »

L'analyse de l'équipe de Salk était différente des approches plus tôt adoptées par d'autres laboratoires au vieillissement biologique d'étude. Les études les plus précédentes se sont concentrées sur des modifications seulement à quelques sites de méthylation d'ADN, plutôt que regardant des modifications d'expression sur le génome entier. L'ensemble de données était également beaucoup plus grand que n'importe quelle recherche de ce type avant laquelle jamais est fait, parce qu'elle a compris tant de gens représentant une gamme des décennies. Les chercheurs ont effectué le public de caractéristiques de sorte que d'autres chercheurs puissent l'employer.

Pour valider l'algorithme, l'équipe avait l'habitude également des fibroblastes de 10 patients avec le progeria, une maladie génétique caractérisée par le vieillissement accéléré. Basé sur l'analyse des signatures moléculaires de ces patients, qui se sont échelonnés dans l'âge de deux à huit, le modèle les a prévus pour être environ une décennie plus ancienne que leur âge de calendrier.

« Le fait que notre système peut prévoir que ce genre de vieillissement prouve que ce modèle commence à atteindre les soutiens vrais de l'âge biologique, » Fleischer indique.

Bien que cette étude ait découvert des biomarqueurs relatifs à l'âge, les chercheurs mettent l'accent sur cela juste parce que quelque chose est prévisionnelle du vieillissement ne signifie pas que c'est la cause du vieillissement. Dans le même temps, cependant, si les découvertes sont validées, les médecins pourraient employer ce type d'analyse pour déterminer quand commencer à interviewer leurs patients pour des conditions relatives à l'âge et les informer au sujet des choix sains de mode de vie.

Plus de recherche doit être faite avant que toutes les demandes de règlement préventives pourraient être développées. Une des prochaines opérations de cette recherche sera recherchent ces signatures dans d'autres types de cellules.

Le « vieillissement est un gestionnaire de tant de maladies, y compris Alzheimer et d'autres problèmes neurologiques, » Navlakha conclut. « Si nous pouvons prouver que les modifications que nous avons vues dans les fibroblastes sommes branchés au vieillissement dans d'autres types de cellules, nous pouvons éventuellement pouvoir employer ces signatures pour développer des interventions visées. »