ZNANSTVENICI su razvili novi biološki sat temeljen na aktivnosti gena koji precizno procjenjuje biološku dob i rizik od smrtnosti te otkriva pokazatelje kroničnih bolesti. Iako ovaj alat ne može točno predvidjeti kada će netko umrijeti, pokazao se vrlo uspješnim u procjeni u kojoj se fazi životnog vijeka osoba ili životinja nalazi, piše Science Alert.

Prema istraživačkom timu, algoritam temeljen na biomarkerima bit će koristan za analizu stopa biološkog starenja kod različitih vrsta, uključujući ljude, te za razumijevanje kada se to starenje ubrzava ili usporava.

Novi pristup mjerenju starenja

Dosadašnji alati za procjenu biološkog starenja, takozvani epigenetski satovi, prate kemijske oznake na DNK koje se nakupljaju s godinama, no nisu uvijek pouzdani. Novi sat je transkriptomski, što znači da analizira molekule RNK koje prenose genetske upute za stvaranje proteina. Time se utvrđuje koji su geni aktivni, a koji neaktivni, a budući da se ta aktivnost s godinama mijenja, ti se podaci mogu koristiti kao pokazatelj starenja.

Istraživanje na četiri vrste sisavaca

Jedna od ključnih inovacija istraživanja bila je činjenica da su znanstvenici prikupili golem skup podataka za četiri vrste - miševe, štakore, makakije i ljude - te usporedili procese starenja među životinjama i različitim dijelovima tijela.

"Starenje i vanjski utjecaji djeluju na zdravlje i smrtnost, no temeljni molekularni mehanizmi tih procesa ostaju nejasni", navode istraživači u svom radu.

"Razvili smo transkriptomske satove za kronološku dob i rizik od smrtnosti za više vrsta i tkiva, na temelju više od 11.000 uzoraka četiriju sisavaca. Time smo odgovorili na potrebu za biomarkerima starenja koji se mogu primijeniti na različite organe i vrste, a istovremeno odražavaju zdravstveno stanje."

Što geni otkrivaju o starenju?

Tim je utvrdio da su geni povezani sa zdravom diobom stanica i zacjeljivanjem rana znak sporijeg molekularnog starenja. S druge strane, geni povezani sa staničnom smrću i upalama pokazatelji su bržeg starenja i starije biološke dobi.

Novi molekularni sat, prilagođen tim spoznajama, pokazao se točnim u procjeni sporijeg ili bržeg biološkog starenja, kao i rizika od smrtnosti. Na uzorcima ljudske krvi procijenio je rizik od smrtnosti jednako uspješno kao i najbolji postojeći epigenetski satovi.

Štoviše, prepoznao je poznate čimbenike koji pridonose starenju, poput kroničnih bolesti, u životinjskim modelima i uzorcima tkiva ljudskih pacijenata.

Iznenađujuća sličnost među vrstama

Znanstvenike je iznenadila činjenica da su genetski pokazatelji starenja bili vrlo slični kod sve četiri promatrane vrste. Ta se dosljednost pokazala i u različitim vrstama stanica, uključujući mišićne i krvne.

"Isti geni povezani su sa starenjem, primjerice, u jetri i srcu štakora i ljudi", rekao je za Scientific American glavni autor studije, bioinformatičar Alexander Tyshkovskiy s Medicinskog fakulteta Harvard.

"Iako stanice imaju potpuno različite funkcije i podrijetlo, one ipak dijele iste biomarkere povezane sa starenjem."

Uzrok, posljedica ili prilagodba?

Ta zajednička obilježja sugeriraju da bi ovi biomarkeri mogli biti stvarni biljezi starenja, iako još nije jasno doprinose li oni samom procesu starenja.

"Odavno je poznato da se s godinama povećava aktivnost gena koji štite od staničnog stresa i reagiraju na njega, što upućuje na prilagodbu, a ne na uzročne pokretače", napisao je u komentaru studije molekularni biolog João Pedro de Magalhães sa Sveučilišta u Birminghamu.

"Stoga je neizvjesno pokreću li transkriptomski pokazatelji starenje, proizlaze li iz njega ili predstavljaju kompenzacijske mehanizme."

Potencijalna primjena novog alata

Iako na većinu procesa starenja ne možemo utjecati, neki čimbenici, poput prehrane, bolesti ili zagađenja, mogu ubrzati ili usporiti naše biološke satove. Novi analitički alat mogao bi biti koristan upravo za testiranje učinaka različitih intervencija.

Pomoću njega moglo bi se pratiti kako promjene u načinu života ili lijekovi utječu na biološko starenje, i to bez potrebe za dugotrajnim kliničkim ispitivanjima. Ipak, važno je napomenuti da je ovo i dalje alat za procjenu koji u mnogim slučajevima ne bi zamijenio klasična testiranja, već bi služio za rane procjene.

Pred znanstvenicima je još mnogo posla na razvoju ove tehnike, uključujući daljnja testiranja na raznolikijim ljudskim populacijama i preciznije definiranje mjerenja starenja. Unatoč tome, čini se da bi ovo mogao biti još jedan važan alat u istraživanju starenja.

Istraživači smatraju da su otkrili zajedničke obrasce biološkog starenja kod različitih vrsta i tkiva.

"Ova studija otkriva očuvane obrasce i modularnu arhitekturu regulacije smrtnosti, pružajući okvir za kvantificiranje i ciljano djelovanje na starenje staničnih podsustava kod različitih vrsta i tkiva", zaključuju istraživači u radu objavljenom u časopisu Nature.