Първият атлас на човешкото стареене: всеки орган запада по свой собствен начин

От 18 до 100 години: най-накрая можем да проследим какво правят годините с нашите клетки.

Изследователи представиха най-подробния към днешна дата преглед на това как стареенето влияе върху работата на гените в различните човешки тъкани. Акцентът беше поставен върху епигенетичните процеси, особено върху метилирането на ДНК – добавянето или премахването на метиловите групи, които регулират активността на гените. С напредването на възрастта тази система става все по-малко прецизна, което води до грешки в експресията, намаляване на функциите на органите и увеличаване на уязвимостта към заболявания.

Екипът, ръководен от Нир Ейнон от университета Монаш, Австралия, анализира повече от 15 000 проби от 17 вида тъкани, обхващащи възрастта от 18 до около 100 години. За всяка проба са изследвани около 900 000 потенциални места за метилиране. Резултатът е отворен за всички атлас на епигенетичните промени, показващ как стареенето влияе по различен начин на органите и къде могат да се идентифицират общи маркери.

Резултатите показаха, че скоростта и моделът на натрупване на промените варират. Средно нивата на метилиране са 35% в шийката на матката, 48% в кожата, 51% в мускулите, 53% в сърцето, 57% в стомаха и 63% в ретината. В повечето тъкани броят на метиловите групи се увеличава с възрастта, но в скелетните мускули и белия дроб, напротив, намалява. Това потвърждава, че всяка тъкан има своя собствена траектория на стареене.

В допълнение към разликите между отделните органи изследователите са търсили и универсални черти. Те открили, че редица гени – като HDAC4 и семейството HOX, свързани с клетъчното стареене и функционалния упадък, и MEST, който влияе на метаболизма и е свързан с диабета и затлъстяването – имат сходни промени в метилирането в различните тъкани. Особено се откроява много се откроява семейството PCDHG : повишеното му метилиране се наблюдава в няколко органа едновременно и, както показват първите проучвания, е свързано с намалелия обем на бялото вещество в мозъка и ускорения когнитивен упадък.

Съавторът Максю Жак от университета Монаш подчертава, че създаденият атлас ще помогне за по-доброто разбиране на молекулярните механизми на стареенето. Подходът открива възможността да не се води борба с всяко свързано с възрастта заболяване поотделно, а да се повлияе на цялостния биологичен процес, който стои в основата им.

Авторите признават, че техният анализ обхваща само малка част – около 900 000 – от около 30 милиона потенциални епигенетични места в генома. Въпреки това дори тази извадка им позволява да формулират хипотези за ключовите механизми. Освен това предишна работа на същата група показа, че физическата активност е свързана с „младите“ модели на метилиране в скелетните мускули. Ейнон смята, че въз основа на тези открития може да се изгради модел, който да обясни как спортът, храненето и сънят влияят на генните механизми в много органи и могат да забавят биологичното стареене.

По този начин новата работа не само създава ресурс за фундаментални изследвания, но и открива перспективи за намиране на универсални цели за забавяне на стареенето и разработване на цялостни стратегии за подмладяване .