Один орган в организме человека может стареть быстрее остальных, что сказывается на здоровье и смертности.
С возрастом клетки человека претерпевают множество биохимических изменений, которые приводят к повреждению органов и, в конечном счете, к смерти. Однако новое исследование, в котором отслеживались уровень белков в крови, показывает, что эти изменения происходят неравномерно: органы человека могут стареть с разной скоростью, и один орган может стареть быстрее у одного человека, чем у другого с тем же хронологическим возрастом.
Авторы исследовали 11 основных органов и обнаружили, что все они могут быть подвержены "ускоренному" старению, определяемому по уровню определенных белков в крови. Примерно пятая часть из более чем 5600 человек, принявших участие в исследовании, соответствовала критериям ускоренного старения хотя бы для одного органа. Такие "гипервозрастные" органы ассоциируются с более высокой распространенностью заболеваний, а наличие одного органа необычно старшего возраста связано с более высоким риском преждевременной смерти, говорится в исследовании.
По словам Гамильтона О, специалиста по вычислительной биологии из Стэнфордского университета и соавтора исследования, тесты на белки, определяющие возраст органов, могут помочь исследователям в разработке методов лечения возрастных проблем со здоровьем, а также стать основой для составления индивидуальных планов лечения. Врачи уже следят за уровнем некоторых белков у пациентов, и анализ авторов "расширил бы их инструментарий", говорит он.
Предыдущие исследования выявили несколько отличительных признаков старения на клеточном уровне, таких как накопление мутаций ДНК и изменения в эпигеноме - совокупности химических меток в ДНК человека. За последнее десятилетие исследователи разработали алгоритмы, использующие эти показатели для оценки "биологического возраста" человека, который может быть выше или ниже его хронологического возраста.
Другой отличительной чертой старения является изменение белков, которые производит организм. Чтобы изучить, как стареют органы, О и его коллеги сначала проанализировали около 5000 белков в образцах крови 1398 здоровых взрослых людей. Они выделили около 850 белков, которые происходят в основном из одного органа, и обучили алгоритм машинного обучения предсказывать возраст человека на основе уровня этих белков. Они проверили свою модель на образцах крови более чем 4000 человек.
Результаты показали, что биологический возраст органа связан с риском возникновения заболеваний. Например, примерно у 2 % участников эксперимента наблюдалось ускоренное старение сердца - то есть уровень белков крови, связанных со старением сердца, существенно отличался от уровня белков крови людей того же возраста. Преждевременное старение сердца связано с 250-процентным увеличением риска сердечной недостаточности, обнаружили авторы.
Некоторые исследователи использовали эпигенетические маркеры, чтобы показать, что темпы старения органов у разных людей различны. Но пока неясно, как эпигенетические изменения связаны со старением, считает Мэтт Кэберлейн, специалист по биологии старения и исполнительный директор биотехнологической компании Optispan (США). По его словам, белки "гораздо ближе к тем механизмам, которые могут быть причиной старения". Белковые биомаркеры могут помочь исследователям определить мишени для антивозрастных препаратов, добавляет он.
Сочетание различных признаков старения может привести к более надежным тестам возраста органов, чем только белковые тесты, отмечает Сара Хёгг, эпидемиолог из Каролинского института в Стокгольме, специализирующаяся на биологическом старении. Она высоко оценивает "впечатляющий" объем данных, проанализированных исследователями, но предупреждает, что пока неясно, являются ли белки движущей силой процесса старения или его побочным продуктом. Также неясно, предсказывает ли алгоритм команды риск развития заболеваний или просто отражает изменения белков, вызванные болезнями, говорит она.
Кэберлейн подчеркивает, что определение причинно-следственных связей важно, но требует времени. А пока, при дальнейших исследованиях, эти белковые биомаркеры могут "помочь людям, направив их на изменение образа жизни или прием каких-то добавок", - говорит он. "Это мощное доказательство независимо от причинно-следственной связи". На рынке уже существует несколько тестов, использующих биомаркеры для оценки старения, но Кеберлейн предостерегает от того, чтобы полагаться на них. Идея неинвазивного способа прогнозирования состояния органов по одному образцу очень интересна, но "мы пока не очень хорошо понимаем, насколько эти показатели точны и целесообразны", - добавляет он.
