Un nuovo orologio epigenetico che utilizza cellule delle guance facilmente raccolte può prevedere con precisione la mortalità.
Invecchiamo tutti a ritmi diversi. Mentre alcuni supercentenari possono sperimentare un invecchiamento più lento a causa della genetica favorevole, numerosi fattori comportamentali e di stile di vita possono accelerare il processo di invecchiamento. Questi includono stress, scarso sonno, alimentazione inadeguata, fumo e consumo di alcol. Influenze ambientali come queste lasciano il segno nel nostro genoma attraverso cambiamenti epigenetici. Analizzando l’epigenoma nei siti genomici chiave, è possibile misurare l’invecchiamento molecolare.
Negli ultimi dieci anni, gli scienziati hanno sviluppato diversi “orologi epigenetici”, calibrati rispetto all’età cronologica e a vari fattori legati allo stile di vita di un gran numero di persone. La maggior parte di questi si è concentrata su DNA metilazione nelle cellule del sangue, che rende la raccolta dei campioni onerosa e stressante per il paziente. Ma all’inizio di quest’anno, scienziati statunitensi hanno sviluppato un orologio di seconda generazione, chiamato CheekAge, che si basa sui dati di metilazione nelle cellule facili da raccogliere dall’interno delle guance.
Ora, dentro Frontiere dell’invecchiamentoil team ha dimostrato per la prima volta che CheekAge può prevedere con precisione il rischio di mortalità, anche se come input vengono utilizzati dati epigenetici provenienti da un altro tessuto.
“Dimostriamo anche che specifici siti di metilazione sono particolarmente importanti per questa correlazione, rivelando potenziali collegamenti tra geni e processi specifici e mortalità umana catturati dal nostro orologio”, ha affermato il dott. Maxim Shokhirev, primo autore dello studio e responsabile della biologia computazionale e scienza dei dati presso la società Tally Health di New York.
CheekAge è stato sviluppato o “addestrato” correlando la frazione di metilazione in circa 200.000 siti con un punteggio complessivo per la salute e lo stile di vita, riflettendo le presunte differenze nell’invecchiamento fisiologico.
L’orologio biologico scorre
Nel presente studio, Shokhirev e colleghi hanno utilizzato la programmazione statistica per vedere quanto bene prevedeva la mortalità per qualsiasi causa in 1.513 donne e uomini, nati nel 1921 e nel 1936 e seguiti per tutta la vita dal programma Lothian Birth Cohorts (LBC) dell’Università di Edimburgo. . Uno degli obiettivi della LBC era collegare le differenze nell’invecchiamento cognitivo allo stile di vita, ai fattori psicosociali e ai dati biomedici, genetici, epigenetici e di imaging cerebrale. Ogni tre anni, i volontari hanno misurato il loro metiloma nelle cellule del sangue in circa 450.000 siti di metilazione del DNA. L’ultimo punto temporale di metilazione disponibile è stato utilizzato insieme allo stato di mortalità per calcolare CheekAge e la sua associazione con il rischio di mortalità. I dati sulla mortalità sono stati ottenuti dal registro centrale del servizio sanitario nazionale scozzese.
“[Our results show that] CheekAge è significativamente associato alla mortalità in un set di dati longitudinale e supera gli orologi di prima generazione addestrati in set di dati contenenti dati sul sangue”, hanno concluso gli autori.
Nello specifico, per ogni aumento di una singola deviazione standard di CheekAge, l’hazard ratio di mortalità per tutte le cause è aumentato del 21%. Ciò significa che CheekAge è fortemente associato al rischio di mortalità negli anziani.
“Il fatto che il nostro orologio epigenetico addestrato sulle cellule della guancia preveda la mortalità quando si misura il metiloma nelle cellule del sangue suggerisce che ci sono segnali di mortalità comuni tra i tessuti”, ha affermato Shokhirev.
“Ciò implica che un tampone semplice e non invasivo sulla guancia può essere una valida alternativa per studiare e monitorare la biologia dell’invecchiamento”.
Predittori più forti
I ricercatori hanno esaminato in modo più dettagliato i siti di metilazione che erano più fortemente associati alla mortalità. I geni situati intorno o vicino a questi siti sono potenziali candidati per influenzare la durata della vita o il rischio di malattie legate all’età. Ad esempio, il gene PDZRN4, un possibile soppressore del tumore, e ALPK2, un gene implicato nel cancro e nella salute del cuore in modelli animali. Altri geni che si sono distinti erano stati precedentemente implicati nello sviluppo del cancro, dell’osteoporosi, dell’infiammazione e della sindrome metabolica.
“Sarebbe interessante determinare se geni come ALPK2 influiscono sulla durata della vita o sulla salute nei modelli animali”, ha affermato il dottor Adiv Johnson, ultimo autore dello studio e responsabile degli affari scientifici e dell’istruzione presso Tally Health.
“Sono necessari anche studi futuri per identificare quali altre associazioni oltre alla mortalità per tutte le cause possono essere catturate con CheekAge. Ad esempio, altre possibili associazioni potrebbero includere l’incidenza di varie malattie legate all’età o la durata del “periodo di salute”, il periodo di vita sana senza malattie croniche e disabilità legate all’età”.
Riferimento: “CheekAge, un orologio buccale epigenetico di prossima generazione, è predittivo della mortalità nel sangue umano” di Maxim N. Shokhirev, Daniel J. Kramer, Janie Corley, Simon R. Cox, Trinna L. Cuellar e Adiv A. Johnson, 26 agosto 2024, Frontiere dell’invecchiamento.
Lo studio è stato finanziato da Tally Health, Wellcome Trust, Economic and Social Research Council, Age UK, Biotechnology and Biological Sciences Research Council, Medical Research Council, Milton Damerel Trust, Università di Edimburgo e Royal Society.
