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Come gli orologi biologici predicono la durata della vita

L’età è molto maggiore del numero di compleanni che uno ha avuto. Lo stress, il sonno o la dieta, ad esempio, hanno un enorme impatto sul modo in cui i nostri organi si logorano. L’influenza di questi fattori può farci invecchiare più velocemente o più lentamente rispetto alle persone nate lo stesso giorno. Ciò significa che la nostra età biologica può essere molto diversa dalla nostra età cronologica.

I ricercatori suggeriscono che l’età biologica riflette meglio la salute fisica e persino la mortalità rispetto all’età cronologica. Ma il calcolo non è così semplice. Negli ultimi 10 anni, gli scienziati hanno sviluppato i cosiddetti orologi biologici, noto anche come gli orologi di invecchiamento, che utilizzano biomarcatori nel corpo per determinare la nostra età biologica.

La grande idea alla base di questi orologi biologici è che possono sostanzialmente mostrare quanto i nostri organi si stanno rompendo. Quindi predicono quanti anni di salute avrà ancora una persona. Tuttavia, tra le centinaia di metodi di invecchiamento dell’orologio che sono stati sviluppati negli ultimi dieci anni, c’è una grande variazione nell’accuratezza. E i ricercatori sono ancora alle prese con una domanda importante: cosa significa essere biologicamente giovani?

La maggior parte degli orologi biologici stimano l’età biologica di una persona sulla base di modelli di marchi epigenetici chiamati gruppi metilici, che all’interno del DNA influenza l’espressione genica. Il modello di questa metilazione in migliaia di siti nel DNA sembra cambiare con l’età, sebbene la ragione di ciò non sia chiara.

Alcuni orologi biologici promettono la previsione dell’età stimando quanti anni ha il corpo di una persona, mentre altri funzionano come un tachimetro, per tenere traccia del ritmo dell’invecchiamento. Gli orologi per l’invecchiamento sono stati sviluppati per organi specifici del corpo e per diverse specie animali.

I fautori di questa tecnologia stanno già cercando di usarla per dimostrare che l’anti-invecchiamento può rendere biologicamente le persone più giovani. Ma ci sono anche critiche: non c’è abbastanza conoscenza per fare affermazioni del genere.

Il primo orologio dell’invecchiamento epigenetico è stato sviluppato nel 2011 quando Steve Horvath dell’Università della California, Los Angeles, si è offerto volontario per partecipare a uno studio con il suo gemello identico Marcus. Lo studio ha cercato marcatori epigenetici nei campioni di saliva che potrebbero spiegare l’orientamento sessuale. (Steve Straight, Marcus Gay).

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In qualità di biostatistico, Horvath si è offerto di analizzare i risultati, non trovando alla fine alcun collegamento con l’orientamento sessuale. Ma allo stesso tempo cercava anche i collegamenti tra l’età delle persone ei marcatori epigenetici. “Sono caduto da una sedia perché il segnale del processo di invecchiamento era forte”, dice.

Ha scoperto che i modelli di metilazione possono predire l’età di una persona in anni, sebbene le stime differiscano per l’età cronologica degli individui di una media di circa cinque anni.

Da allora, Horvath ha lavorato sugli orologi biologici. Nel 2013 ha sviluppato l’orologio Horvath che porta il suo nome, ancora oggi uno degli orologi invecchiati più popolari che chiama un orologio “a tessuti incrociati” perché può stimare la durata della vita di quasi tutti gli organi del corpo. Horvath ha costruito il suo sistema utilizzando i dati di metilazione di 8.000 campioni prelevati da 51 tessuti corporei e tipi cellulari. Utilizzando questi dati, ha addestrato un algoritmo in grado di prevedere l’età cronologica di una persona sulla base di un campione di cellule. Altri gruppi hanno sviluppato tecnologie simili, di cui oggi ce ne sono centinaia. Tuttavia, Horvath stima che meno di 10 di questi siano utilizzati negli studi sull’uomo, principalmente per valutare come la dieta, lo stile di vita o gli integratori influenzano l’invecchiamento.

Allora cosa possono dirci tutti questi vecchi orologi? Dipende. La maggior parte degli orologi biologici sono progettati per prevedere l’età cronologica di un campione. Ma Morgan Levine della Yale University School of Medicine di New Haven, nel Connecticut, sottolinea: “Non è questo il punto. Possiamo semplicemente chiedere a qualcuno la sua età”. Nel 2018, Levine, Horvath e i loro colleghi hanno sviluppato un orologio biologico basato su nove biomarcatori, inclusi i livelli di glucosio nel sangue e globuli bianchi, nonché l’età di una persona in anni.

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Hanno quindi utilizzato i dati raccolti come parte di un altro studio su migliaia di persone negli Stati Uniti che sono state seguite nel corso degli anni. L’orologio circadiano risultante, soprannominato “DNAm PhenoAge”, dice Levine, stima l’età biologica meglio di altri sistemi che si basano esclusivamente sull’età cronologica.

Secondo l’orologio, un aumento di un anno della durata della vita “apparente” è associato a un aumento del 9% del rischio di morte, indipendentemente dalla causa, nonché a un aumento del rischio di morire per cancro, diabete o malattie cardiache. Se la tua età biologica è superiore alla tua età cronologica, ci si aspetta che invecchi più velocemente della media, dice Levine. Ma non è necessariamente così, commenta Danielle Belsky della Mailman School of Public Health della Columbia University a New York City. Secondo lui, ci sono molte ragioni per cui l’età biologica supera gli anni di una persona.

Belsky e colleghi hanno sviluppato uno strumento per misurare con maggiore precisione il tasso di invecchiamento biologico. Per fare ciò, hanno monitorato la salute di 954 volontari in quattro gruppi di età tra i 20 ei 40 anni. I ricercatori hanno esaminato i biomarcatori pensati per indicare il funzionamento dei diversi organi, nonché altri indicatori associati alla salute generale. Quindi hanno sviluppato un “tachimetro” genetico per prevedere come questi valori sarebbero cambiati nel tempo.

Un altro orologio biologico comune è stato sviluppato da Horvath e colleghi chiamato GrimAge, in riferimento al Grim Reaper. reclami Horvath per offrire la migliore qualità di predire la mortalità fino ad oggi. Lo ha applicato ai suoi campioni di sangue. Ha detto che i suoi risultati corrispondevano alla sua età cronologica di due anni fa, ma quando ha fatto un altro test circa sei mesi fa, la sua GrimAge era di quattro anni più vecchia della sua età in anni. Questo non vuol dire che Horvath dovrebbe sottrarre quattro anni dalla sua età. “Non puoi collegarlo direttamente all’aspettativa di vita”, dice. Ma pensa che il risultato significhi che sta invecchiando più velocemente di quanto dovrebbe, anche se è ancora perplesso sul perché.

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Altre persone hanno scoperto attraverso i cambiamenti nei loro risultati che il processo di invecchiamento rallenta, di solito dopo aver iniziato a prendere un integratore. Tuttavia, in molti casi, il cambiamento può essere spiegato dal fatto che molti orologi dell’invecchiamento epigenetico sono soggetti a rumore e sono soggetti a errori casuali che distorcono i loro risultati.

Il problema è che ovunque nel corpo i gruppi metilici sono attaccati al DNA, nel tempo cambiano poco. Questi sottili cambiamenti possono essere amplificati da errori. Questo è un grosso problema, dice Levine. I risultati possono variare di decenni.

Per risolvere questo problema, “smontano” e confrontano i vecchi orologi esistenti. Sperano di scoprire cosa misurano effettivamente i diversi sistemi e come possono essere sviluppati metodi migliori in futuro. Levine e colleghi hanno lavorato per eliminare i segnali di interferenza e il rumore di fondo. Il team vuole anche capire cosa ci dicono i vecchi orologi. Cosa significa veramente avere un’età biologica più bassa? In che modo questa conoscenza può essere applicata nella pratica?

Sebbene l’invecchiamento delle ore possa essere un buon indicatore della salute generale, nella maggior parte dei casi non è sufficientemente accurato su cui fare affidamento per la valutazione del rischio. “Penso che non abbiano ancora raggiunto il loro pieno potenziale”, afferma Levine.

Questa possibilità potrebbe risiedere nei test clinici sulla salute, afferma Horvath, in cui gli orologi che invecchiano possono essere utilizzati insieme alla misurazione della pressione sanguigna e del colesterolo per aiutare le persone a capire la propria forma fisica e salute, o se hanno maggiori probabilità di sviluppare malattie. “Gli orologi epigenetici non sostituiranno mai i segni clinici, ma gli orologi possono integrarli”, afferma. “Penso che tra cinque anni avremo sistemi basati sul sangue che sono molto preziosi. [klinisch] Può essere usato.”

Nel frattempo, una dieta sana, smettere di fumare e un adeguato esercizio fisico rimangono i modi migliori per scongiurare gli effetti dell’invecchiamento. Non ci vogliono ore per invecchiare per dimostrare che queste strategie possono aiutarci a mantenerci in salute.

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