Η βιολογική ηλικία των ανθρώπων και των ποντικών υφίσταται μια ταχεία αύξηση ως απόκριση σε διάφορες μορφές στρες, η οποία αντιστρέφεται μετά την ανάκαμψη από το στρες, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 21 Απριλίου στο περιοδικό Cell Metabolism . Αυτές οι αλλαγές συμβαίνουν σε σχετικά σύντομες χρονικές περιόδους ημερών ή μηνών, σύμφωνα με πολλαπλά ανεξάρτητα επιγενετικά ρολόγια γήρανσης.
«Αυτό το εύρημα της ρευστής, κυμαινόμενης, εύπλαστης ηλικίας αμφισβητεί τη μακροχρόνια αντίληψη μιας μονοκατευθυντικής ανοδικής τροχιάς της βιολογικής ηλικίας κατά τη διάρκεια της ζωής», λέει ο συν-ανώτερος συγγραφέας της μελέτης James White της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Duke. «Προηγούμενες αναφορές υπαινίχθηκαν την πιθανότητα βραχυπρόθεσμων διακυμάνσεων στη βιολογική ηλικία, αλλά το ερώτημα εάν τέτοιες αλλαγές είναι αναστρέψιμες παρέμενε μέχρι τώρα ανεξερεύνητο. Ουσιαστικά, τα ερεθίσματα τέτοιων αλλαγών ήταν επίσης άγνωστα».
Το έντονο στρες προκαλεί αυξήσεις στη βιολογική ηλικία που αντιστρέφονται κατά την αποκατάσταση
Η βιολογική ηλικία των οργανισμών πιστεύεται ότι αυξάνεται σταθερά κατά τη διάρκεια της ζωής, αλλά είναι πλέον σαφές ότι η βιολογική ηλικία δεν είναι ανεξίτηλα συνδεδεμένη με τη χρονολογική ηλικία. Τα άτομα μπορεί να είναι βιολογικά μεγαλύτερα ή νεότερα από ό,τι υποδηλώνει η χρονολογική τους ηλικία. Επιπλέον, αυξανόμενα στοιχεία σε ζωικά μοντέλα και ανθρώπους δείχνουν ότι η βιολογική ηλικία μπορεί να επηρεαστεί από ασθένειες, φαρμακευτική αγωγή, αλλαγές στον τρόπο ζωής και περιβαλλοντικές εκθέσεις, μεταξύ άλλων παραγόντων.
«Παρά τη διαδεδομένη παραδοχή ότι η βιολογική ηλικία είναι τουλάχιστον κάπως εύπλαστη, ο βαθμός στον οποίο η βιολογική ηλικία υφίσταται αναστρέψιμες αλλαγές στη διάρκεια της ζωής και τα γεγονότα που προκαλούν τέτοιες αλλαγές παραμένουν άγνωστα», λέει ο συγγραφέας της μελέτης Vadim Gladyshev ( @VadimGladyshev ) του Brigham . στο γυναικείο Νοσοκομείο, και την Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ.
Για να αντιμετωπίσουν αυτό το κενό γνώσης, οι ερευνητές αξιοποίησαν τη δύναμη των ρολογιών της μεθυλίωσης του DNA, τα οποία καινοτομήθηκαν με βάση την παρατήρηση ότι τα επίπεδα μεθυλίωσης διαφόρων θέσεων σε όλο το γονιδίωμα αλλάζουν αναμενόμενα κατά τη διάρκεια της χρονολογικής ηλικίας. Μέτρησαν τις αλλαγές στη βιολογική ηλικία σε ανθρώπους και ποντίκια ως απόκριση σε διάφορα στρεσογόνα ερεθίσματα. Σε ένα σύνολο πειραμάτων, οι ερευνητές προσάρτησαν χειρουργικά ζευγάρια ποντικών ηλικίας 3 μηνών και 20 μηνών σε μια διαδικασία γνωστή ως ετεροχρόνια παραβίωση.
Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν ότι η βιολογική ηλικία μπορεί να αυξηθεί σε σχετικά σε σύντομες χρονικές περιόδους ως απόκριση στο στρες, αλλά αυτή η αύξηση είναι παροδική και τείνει προς την αρχική τιμή μετά την ανάκαμψη από το στρες. Σε επιγενετικά, μεταγραφικά και μεταβολομικά επίπεδα, η βιολογική ηλικία των νεαρών ποντικών αυξήθηκε λόγω ετεροχρόνιας παραβίωσης και αποκαταστάθηκε μετά από χειρουργική αποκόλληση.
«Μια αύξηση της βιολογικής ηλικίας κατά την έκθεση σε γερασμένο αίμα είναι σύμφωνη με προηγούμενες αναφορές επιζήμιων αλλαγών που σχετίζονται με την ηλικία στις διαδικασίες ετεροχρόνιας ανταλλαγής αίματος», λέει ο συγγραφέας Jesse Poganik από το Brigham and Women’s Hospital της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ. «Ωστόσο, η αναστρεψιμότητα τέτοιων αλλαγών, όπως παρατηρήσαμε, δεν έχει ακόμη αναφερθεί. Από αυτή την αρχική εικόνα, υποθέσαμε ότι άλλες φυσικές καταστάσεις μπορεί επίσης να προκαλέσουν αναστρέψιμες αλλαγές στη βιολογική ηλικία».
Όπως είχε προβλεφθεί, παροδικές αλλαγές στη βιολογική ηλικία συνέβησαν επίσης κατά τη διάρκεια μεγάλων χειρουργικών επεμβάσεων, εγκυμοσύνης και σοβαρής μορφής COVID-19 σε ανθρώπους ή ποντίκια. Για παράδειγμα, οι ασθενείς με τραύμα παρουσίασαν ισχυρή και ταχεία αύξηση της βιολογικής ηλικίας μετά από επείγουσα χειρουργική επέμβαση. Ωστόσο, αυτή η αύξηση αντιστράφηκε και η βιολογική ηλικία αποκαταστάθηκε στην αρχική τιμή τις ημέρες μετά την επέμβαση. Παρομοίως, οι έγκυες άτομα παρουσίασαν επιλόχεια ανάκαμψη βιολογικής ηλικίας με ποικίλους ρυθμούς και μεγέθη, και ένα ανοσοκατασταλτικό φάρμακο που ονομάζεται τοσιλιζουμάμπη ενίσχυσε τη βιολογική ανάκαμψη της ηλικίας των αναρρώντων ασθενών με COVID-19.
«Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι το σοβαρό στρες αυξάνει τη θνησιμότητα, τουλάχιστον εν μέρει, αυξάνοντας τη βιολογική ηλικία», λέει ο Gladyshev. «Αυτή η αντίληψη υποδηλώνει αμέσως ότι η θνησιμότητα μπορεί να μειωθεί με τη μείωση της βιολογικής ηλικίας και ότι η ικανότητα ανάκαμψης από το στρες μπορεί να είναι ένας σημαντικός καθοριστικός παράγοντας επιτυχούς γήρανσης και μακροζωίας. Τέλος, η βιολογική ηλικία μπορεί να είναι μια χρήσιμη παράμετρος για την αξιολόγηση του φυσιολογικού στρες και την ανακούφισή του».
Πρόσθετα ευρήματα έδειξαν ότι τα ρολόγια μεθυλίωσης ανθρώπινου DNA δεύτερης γενιάς δίνουν σταθερά αποτελέσματα, ενώ τα ρολόγια πρώτης γενιάς γενικά στερούνται την ευαισθησία για τον εντοπισμό παροδικών αλλαγών στη βιολογική ηλικία. «Όποιος κι αν είναι ο βαθύς λόγος, αυτά τα δεδομένα υπογραμμίζουν την κρίσιμη σημασία της συνετής επιλογής ρολογιών μεθυλίωσης DNA που είναι κατάλληλα για την ανάλυση που εξετάζουμε, ειδικά υπό το φως των πολλών ρολογιών που έρχονται συνεχώς στο προσκήνιο», λέει ο Gladyshev.
Ενώ αυτή η μελέτη υπογραμμίζει μια πτυχή της φύσης της βιολογικής γήρανσης που δεν είχε εκτιμηθεί στο παρελθόν, οι ερευνητές αναγνωρίζουν ορισμένους σημαντικούς περιορισμούς. Παρόλο που χαρακτήρισαν το μοντέλο της παραβίωσης σε πολλαπλά επίπεδα ωμικής, βασίστηκαν κυρίως σε ρολόγια μεθυλίωσης DNA για να συμπεράνουν τη βιολογική ηλικία στις ανθρώπινες μελέτες, επειδή αυτά τα εργαλεία είναι οι πιο ισχυροί βιοδείκτες γήρανσης που είναι διαθέσιμοι σήμερα. Επιπλέον, τα ευρήματα είναι περιορισμένα στην ικανότητά τους να διερευνούν τις συνδέσεις μεταξύ των βραχυπρόθεσμων διακυμάνσεων της βιολογικής ηλικίας και των τροχιών της δια βίου βιολογικής γήρανσης.
«Η μελέτη μας αποκαλύπτει ένα νέο επίπεδο δυναμικής γήρανσης που θα πρέπει να ληφθεί υπόψη σε μελλοντικές μελέτες», λέει ο White. «Ένας βασικός τομέας για περαιτέρω έρευνα είναι η κατανόηση του πώς οι παροδικές αυξήσεις στη βιολογική ηλικία ή η επιτυχής ανάκαμψη από τέτοιες αυξήσεις μπορεί να συμβάλλουν στην επιτάχυνση της γήρανσης κατά τη διάρκεια της ζωής».
