Lo studio getta la base per rivolgere le domande irrisolte nell'invecchiamento umano

Medici lungamente hanno osservato che l'età biologica e l'età cronologica non sono sempre una e la stessa. Un 55enne può esibire molti segni della vecchiaia ed avere numerose malattie relative all'età, mentre un 80enne può essere sano e robusto. Mentre la dieta, l'attività fisica ed altri fattori svolgono un ruolo, ci sono molti contributori quanto a perché ed a come qualche gente invecchia meglio di altri. Quei contributori rimangono capiti male.

Per uno studio il 19 dicembre 2018 pubblicato nella biologia del genoma, un gruppo di collaborazione all'istituto di Salk ha analizzato le cellule epiteliali che variano molto dal giovane alle impronte molecolari molto vecchie e cercate che possono essere premonirici dell'età. Sviluppare una migliore comprensione dei trattamenti biologici di invecchiamento potrebbe finalmente contribuire ad indirizzare gli stati di salute che sono più comuni nella vecchiaia, quali la malattia di cuore e la demenza.

“Questo esperimento è stato destinato per determinare se ci sono impronte molecolari di invecchiamento attraverso l'intero intervallo della portata di vita umana,„ dice l'autore Saket co-senior Navlakha, un assistente universitario nel laboratorio di biologia integrante di Salk. “Vogliamo sviluppare gli algoritmi che possono predire l'invecchiamento sano e l'invecchiamento non sano e la prova per trovare le differenze.„

“Lo studio fornisce le fondamenta per quantitativamente rivolgere le domande irrisolte nell'invecchiamento umano, quale la tariffa di invecchiamento durante i periodi dello sforzo,„ dice il professor Martin Hetzer, autore co-senior come pure ufficiale di scienza del vice presidente di Salk e del capo.

I ricercatori messi a fuoco su un tipo di cellula epiteliale hanno chiamato i fibroblasti cutanei, che generano il tessuto connettivo ed aiutano l'interfaccia a guarire dopo la lesione. Hanno scelto questo tipo di cella per due ragioni: in primo luogo, le celle sono facili da verificarsi con una biopsia semplice e non invadente dell'interfaccia; in secondo luogo, gli studi più iniziali hanno indicato che i fibroblasti sono probabili contenere le impronte di invecchiamento. Ciò è perché, a differenza della maggior parte dei tipi di celle che completamente girano ogni pochi settimane o mesi, un sottoinsieme di queste celle resta con noi le nostre intere vite.

I ricercatori hanno analizzato i fibroblasti catturati da 133 persone in buona salute che variano nell'età da 1 a 94. Per ottenere un campione rappresentativo, il gruppo ha studiato una media di 13 persone per ogni decade dell'età. Il laboratorio ha coltivato le celle per moltiplicarsi, quindi ha usato un metodo chiamato RNA che ordina (RNA-Seguente) per cercare i biomarcatori nelle celle che cambiano mentre la gente ottiene più vecchia. Usi RNA-Seguenti cheordinano le tecnologie per determinare quali geni sono accesi in celle sicure. Facendo uso degli algoritmi di apprendimento automatico su ordinazione per ordinare i dati RNA-Seguenti, il gruppo ha scoperto che determinati biomarcatori indicano l'invecchiamento e che poteva predire in media l'età di una persona con meno di otto anni di errore.

“Abbiamo catturato “un lavandino di cucina„ approccio con questo progetto,„ dice primo l'autore Jason Fleischer, un collega postdottorale di Salk. “Piuttosto che entrando in questa ricerca con un'idea di cui abbiamo voluto trovare, abbiamo deciso di esaminare i cambiamenti nell'espressione di tutti i geni di proteina-codifica e lasci gli algoritmi la selezionano. Abbiamo usato che cosa è chiamato un metodo di apprendimento automatico dell'insieme per fare questo.„

L'analisi dal gruppo di Salk era differente dagli approcci più iniziali adottati da altri laboratori ad invecchiamento biologico di studio. Gli studi più precedenti hanno messo a fuoco sui cambiamenti soltanto ad alcuni siti di metilazione del DNA, piuttosto che esaminando i cambiamenti del genoma di espressione nel complesso. Il gruppo di dati era egualmente molto più grande di tutta la ricerca di questo tipo di cui è fatto mai prima, perché ha incluso tanta gente che rappresenta un intervallo delle decadi. I ricercatori hanno fatto il pubblico di dati in moda da potere usarlo altri ricercatori.

Per convalidare l'algoritmo, il gruppo egualmente ha usato i fibroblasti da 10 pazienti con il progeria, una malattia genetica caratterizzata dall'invecchiamento accelerato. Sulla base dell'analisi delle impronte molecolari da questi pazienti, che hanno variato nell'età da due ad otto, il modello le ha predette per essere circa una decade più vecchia della loro età del calendario.

“Il fatto che il nostro sistema può predire che questo genere di invecchiamento indica che questo modello sta cominciando ottenere ai sostegni veri dell'età biologica,„ Fleischer dice.

Sebbene questo studio scopra i biomarcatori relativi all'età, i ricercatori sottolineano che solo perché qualcosa è premonitore di invecchiamento non significa che è la causa di invecchiamento. Nel frattempo, tuttavia, se i risultati sono convalidati, medici potrebbero usare questo tipo di analisi per determinare quando cominciare a schermare i loro pazienti per le circostanze relative all'età e consigliarle circa le scelte sane di stile di vita.

La più ricerca deve essere effettuata prima che tutti i trattamenti preventivi potrebbero essere sviluppati. Uno dei punti seguenti di questa ricerca sarà cerca queste impronte in altri tipi di celle.

“L'invecchiamento è un driver di tante malattie, compreso Alzheimer ed altri problemi neurologici,„ Navlakha conclude. “Se possiamo indicare che i cambiamenti che abbiamo veduto in fibroblasti siamo connessi con invecchiamento in altri tipi di celle, possiamo finalmente potere usare queste impronte per sviluppare gli interventi mirati a.„