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

Prema istraživačkom timu, algoritam zasnovan 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 hemijske 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 sisara

Jedna od ključnih inovacija istraživanja bila je činjenica da su naučnici prikupili ogroman skup podataka za četiri vrste – miševe, pacove, makakije i ljude – te uporedili procese starenja među životinjama i različitim dijelovima tijela.

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

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

Šta geni otkrivaju o starenju?

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

Novi molekularni sat, prilagođen tim spoznajama, pokazao se tačnim 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. Štaviše, prepoznao je poznate faktore koji doprinose starenju, poput hroničnih bolesti, u životinjskim modelima i uzorcima tkiva ljudskih pacijenata.

Iznenađujuća sličnost među vrstama

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

"Isti geni povezani su sa starenjem, naprimjer, u jetri i srcu pacova i ljudi", rekao je za Scientific American glavni autor studije, bioinformatičar Alexander Tyshkovskiy s Medicinskog fakulteta Harvard. "Iako ćelije imaju potpuno različite funkcije i porijeklo, one ipak dijele iste biomarkere povezane sa starenjem."

Uzrok, posljedica ili prilagodba?

Ta zajednička obilježja sugerišu 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 ćelijskog stresa i reaguju na njega, što upućuje na prilagodbu, a ne na uzročne pokretače", napisao je u komentaru studije molekularni biolog João Pedro de Magalhães sa Univerziteta 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 uticati, neki faktori, 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 utiču 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 naučnicima je još mnogo posla na razvoju ove tehnike, uključujući dalja testiranja na raznolikijim ljudskim populacijama i preciznije definisanje mjerenja 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 kvantifikovanje i ciljano djelovanje na starenje ćelijskih podsistema kod različitih vrsta i tkiva", zaključuju istraživači u radu objavljenom u časopisu Nature.