Secondo un nuovo studio, l’età biologica degli esseri umani e dei topi subisce un rapido aumento in risposta a varie forme di stress, che si inverte dopo il recupero dallo stress. Questi cambiamenti si verificano in periodi di tempo relativamente brevi di giorni o mesi, in linea con più orologi epigenetici indipendenti dell’invecchiamento.
Riepilogo L’invecchiamento è classicamente concettualizzato come una traiettoria crescente di accumulo di danni e perdita di funzioni, che porta ad un aumento della morbilità e della mortalità . Tuttavia, recenti studi in vitro hanno sollevato la possibilità di un’inversione dell’età. Qui riportiamo che l’età biologica è fluida e mostra rapidi cambiamenti in entrambe le direzioni. A livello epigenetico, trascrittomico e metabolomico, abbiamo scoperto che l’età biologica dei topi giovani è aumentata dalla parabiosi eterocronica e ripristinata dopo il distacco chirurgico. Abbiamo anche identificato cambiamenti transitori nell’età biologica durante interventi chirurgici importanti, gravidanza e COVID-19 grave negli esseri umani e/o nei topi . Insieme, questi dati mostrano che l’età biologica subisce un rapido aumento in risposta a varie forme di stress, che si inverte dopo il recupero dallo stress. Il nostro studio svela un nuovo livello di dinamiche dell’invecchiamento che dovrebbero essere prese in considerazione negli studi futuri. L’aumento dell’età biologica dovuto allo stress può essere un obiettivo quantificabile e attuabile per interventi futuri. |
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Secondo uno studio pubblicato sulla rivista Cell Metabolism, l’età biologica degli esseri umani e dei topi subisce un rapido aumento in risposta a varie forme di stress, che si inverte dopo il recupero dallo stress . Questi cambiamenti si verificano in periodi di tempo relativamente brevi di giorni o mesi, in linea con più orologi epigenetici indipendenti dell’invecchiamento.
"Questa scoperta di un’età fluida, fluttuante e malleabile sfida la concezione di lunga data di una traiettoria unidirezionale ascendente dell’età biologica nel corso della vita", afferma il co-autore senior dello studio James White della Facoltà di Medicina della Duke University. "Rapporti precedenti hanno accennato alla possibilità di fluttuazioni a breve termine dell’età biologica, ma la questione se tali cambiamenti siano reversibili, fino ad ora, è rimasta inesplorata. Fondamentalmente, anche i fattori scatenanti di tali cambiamenti erano sconosciuti."
Si ritiene che l’età biologica degli organismi aumenti costantemente durante il corso della vita, ma è ormai chiaro che l’età biologica non è indelebilmente legata all’età cronologica. Gli individui possono essere biologicamente più vecchi o più giovani di quanto implica la loro età cronologica. Inoltre, prove crescenti nei modelli animali e nell’uomo indicano che l’età biologica può essere influenzata da malattie, trattamenti farmacologici, cambiamenti nello stile di vita ed esposizioni ambientali, tra gli altri fattori.
"Nonostante il diffuso riconoscimento che l’età biologica sia almeno in qualche modo malleabile, la misura in cui l’età biologica subisce cambiamenti reversibili nel corso della vita e gli eventi che innescano tali cambiamenti sono sconosciuti", afferma il co-autore senior dello studio Vadim Gladyshev del Brigham and Women’s Hospital. , Scuola di medicina di Harvard.
Per colmare questa lacuna di conoscenza, i ricercatori hanno sfruttato la potenza degli orologi di metilazione del DNA, che sono stati innovati sulla base dell’osservazione che i livelli di metilazione di vari siti nel genoma cambiano in modi prevedibili nel corso del tempo. età cronologica. Hanno misurato i cambiamenti nell’età biologica negli esseri umani e nei topi in risposta a vari stimoli stressanti. In una serie di esperimenti, i ricercatori hanno unito chirurgicamente coppie di topi di 3 e 20 mesi di età in una procedura nota come parabiosi eterocronica .
I risultati hanno rivelato che l’età biologica può aumentare per periodi di tempo relativamente brevi in risposta allo stress, ma questo aumento è transitorio e tende a tornare ai livelli di base dopo il recupero dallo stress. A livello epigenetico, trascrittomico e metabolomico, l’età biologica dei topi giovani è stata aumentata dalla parabiosi eterocronica e ripristinata dopo il distacco chirurgico.
"Un aumento dell’età biologica in seguito all’esposizione a sangue invecchiato è coerente con precedenti rapporti di cambiamenti dannosi legati all’età nelle procedure di scambio sanguigno eterocronico", afferma il primo autore Jesse Poganik del Brigham and Women’s Hospital, Harvard Medical School. "Tuttavia, la reversibilità di tali cambiamenti, come abbiamo osservato, non è stata ancora segnalata. Da queste prime informazioni, abbiamo ipotizzato che anche altre situazioni naturali potrebbero innescare cambiamenti reversibili nell’età biologica ."
Come previsto, cambiamenti transitori nell’età biologica si sono verificati anche durante interventi chirurgici importanti, gravidanza e COVID-19 grave nell’uomo o nei topi. Ad esempio, i pazienti traumatizzati hanno sperimentato un forte e rapido aumento dell’età biologica in seguito a un intervento chirurgico d’urgenza. Tuttavia, questo aumento è stato invertito e l’età biologica è stata ripristinata al valore basale nei giorni successivi all’intervento. Allo stesso modo, le donne incinte hanno sperimentato il recupero dell’età biologica postpartum a velocità e dimensioni diverse, e un farmaco immunosoppressore chiamato tocilizumab ha migliorato il recupero dell’età biologica dei pazienti convalescenti con COVID-19.
"I risultati implicano che lo stress grave aumenta la mortalità, almeno in parte, aumentando l’età biologica", afferma Gladyshev. "Questa nozione suggerisce immediatamente che la mortalità può diminuire riducendo l’età biologica e che la capacità di riprendersi dallo stress può essere un fattore determinante per il successo dell’invecchiamento e della longevità. Infine, l’età biologica può essere un parametro utile per valutare lo stress". fisiologico e il suo sollievo."
Ulteriori risultati hanno mostrato che gli orologi di metilazione del DNA umano di seconda generazione forniscono risultati coerenti, mentre gli orologi di prima generazione generalmente non hanno la sensibilità per rilevare cambiamenti transitori nell’età biologica. "Qualunque sia la ragione di fondo, questi dati evidenziano l’importanza fondamentale di una selezione giudiziosa degli orologi di metilazione del DNA appropriati per l’analisi in questione, soprattutto alla luce dei numerosi orologi che emergono continuamente", afferma Gladyshev.
Sebbene questo studio evidenzi un aspetto precedentemente non compreso della natura dell’invecchiamento biologico, i ricercatori riconoscono alcune importanti limitazioni. Sebbene abbiano caratterizzato il modello della parabiosi a più livelli omici, si sono basati principalmente sugli orologi di metilazione del DNA per dedurre l’età biologica negli studi sull’uomo perché questi strumenti sono i più potenti biomarcatori di invecchiamento attualmente disponibili. Inoltre, i risultati sono limitati nella loro capacità di indagare le connessioni tra le fluttuazioni a breve termine dell’età biologica e le traiettorie dell’invecchiamento biologico nel corso della vita.
"Il nostro studio scopre un nuovo livello di dinamiche dell’invecchiamento che dovrebbero essere prese in considerazione negli studi futuri", afferma White. “Un’area chiave per ulteriori ricerche è capire come gli aumenti transitori dell’età biologica o il recupero riuscito da tali aumenti possano contribuire ad accelerare l’invecchiamento nel corso della vita”.
