Image source: ph.ucla.edu

Годинник, що завжди з тобою

Автор Олександр Шинкаренко

Дослідження старіння — складна справа. Для того, щоб її розпочати, необхідно вирішити два важливі питання — що таке старіння та як його можна виміряти. Вимірювання віку важливе для біогеронтології, адже воно дозволяє:

  • визначати ефективність омолоджувальних терапій
  • перевіряти вірність теорій старіння
  • діагностувати геріатричні хвороби, передусім серцево-судинні та ракові

В геронтології розрізняють два види віку — хронологічний та біологічний. Хронологічний вік — це кількість часу, що людина прожила. Його легко визначити: всі люди накопичують хронологічний вік з однаковою швидкістю. Для дослідників старіння такий вік — поганий показник, оскільки не дає можливості визначити стан здоров’я окремої людини.

Натомість, вчені використовують біологічний вік — суму накопичених за життя пошкоджень, що ведуть до погіршення функціонування організму. Біологічний вік фіксується за допомогою біомаркерів старіння — набору показників, що дозволяють оцінити стан організму. Люди стикаються з ними кожного разу, коли проходять медогляд. Рівень гемоглобіну, лейкоцитарна формула, ШОЕ — приклади біомаркерів,  що визначаються в клінічному аналізі крові.

Вищезгадані показники добре відомі, їх інтерпретація зазвичай не викликає труднощів. Біомаркери старіння, натомість, вивчені значно гірше: до останнього часу не існувало достовірного способу виміряти біологічний вік. В той же час, взаємозв’язок між біологічним віком та метилюванням ДНК був відомий, щонайменше, з 1960-х років.

Метилювання ДНК — один з епігенетичних механізмів: спадкових змін в геномі, що не є змінами послідовності нуклеотидів. Метилювання ДНК зазвичай відбувається в послідовностях багатих на цитозин — C, та гуанін — G (CpG), коли до цитозину приєднується метильна група, перетворюючи його на 5-метилцитозин. В організмі людини метильовано приблизно 1% геному, а неметильовані CpG згруповані в CpG-острівці. Метилювання ДНК в цих острівцях призводить до змін в експресії генів.

Хоча вплив метилювання ДНК на старіння вивчався давно, існували технічні перешкоди на шляху використання його як біомаркера старіння. Для визначення метилювання ДНК клітини необхідно провести секвенування з метою дослідження експресії генів. Ця технологія стала можливою лише після завершення проекту геному людини в 2003 році, а комерційно доцільною — десятиліття потому.

В 2013 році Стів Горват з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі опублікував статтю “DNA methylation age of human tissues and cell types”. В цій статті він представив епігенетичний годинник, який потім назвуть годинником Горвата. Цей годинник — сукупність більше 300 обраних послідовностей СpG, що мають сильну кореляцію з біологічним старінням. Це дослідження базувалося на основі більш як 8000 зразків даних, що знаходяться у відкритому доступі.

Горват пропонує використовувати епігенетичний годинник для передбачення  віку. Годинник Горвата здатен точно прогнозувати вік — середнє відхилення від хронологічного віку складає всього 3.6 років. Крім того, автор вводить поняття прискорення старіння. Прискорення може бути як позитивним, так і негативним. Негативне прискорення означає, що людина старішає повільніше за своїх однолітків, а позитивна — що швидше. Прискорення старіння визначається, порівнюючи метилювання ділянок годинника окремої людини з середнім для її віку.

Певні хвороби мають сильну кореляцію з позитивним прискоренням старіння. Було встановлено, що тканини, прилеглі до пухлин молочної залози, значно старіші за ті, що знаходяться на відстані. Подальші дослідження показали, що значна кількість станів пов’язані з підвищеним рівням метильованої ДНК: серцево-судинні, ракові, нейродегенеративні захворювання, діабет.

Одне з головних застосувань епігенетичного годинника — перевірка біогеронтологічних терапій. Без біомаркерів найбільш достовірним показником у вчених була середня тривалість життя. Досліди на тваринах часто не повторюються в дослідах на людях, а досліди на людях в біогеронтології йдуть десятиліттями. Це сильно затримує розвиток науки. Використання годинника Горвата для оцінки ефективності втручань може значно пришвидшити процес досліджень. Крім того, існує думка, що вплив на метилювання ДНК може затримувати старіння. Автори The Hallmarks of Aging стверджують, що в майбутньому з'являться лікарські засоби, що впливатимуть саме на цей епігенетичний механізм.

Годинник Горвата — один з найбільш обговорюваних винаходів в сучасній біогеронтології. Протягом останніх 4 років були створені інші схожі годинники: годинник Ганнума та PhenoAge.  Хоча вимірювання біологічного віку не зупинить старіння, воно дасть можливість іншим технологіям вийти на ринок охорони здоров’я. Цим епігенетичні годинники та інші біомаркери значно пришвидшують настання здорового майбутнього.

Джерела:

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4015143/
  2. https://www.nature.com/articles/s41576-018-0004-3
  3. http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(13)00645-4
  4. https://www.biorxiv.org/content/early/2018/03/05/276162
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3780611/
ДНК-тест «Мій раціон»
1950 грн
Замовити тест
ДНК-тест «Моє вегетаріанство»
1950 грн
Замовити тест
Замовлення тесту
1.
Оформіть замовлення.
Після підтвердження платежу наш менеджер зв'яжеться з вами.
2.
Кур'єр або «Нова пошта» доставить вам набір ДНК.
3.
Візьміть зразок слини і передайте набір кур'єром чи відправте «Новою поштою». Інструкцію з набору залиште собі.