Harvard sviluppa un algoritmo che misura l’invecchiamento: può stimare la durata della vita
L’attività dei nostri geni non racconta solo chi siamo, ma anche come stiamo invecchiando. Ed è proprio partendo dall’espressione genica che un team di ricercatori della Harvard Medical School ha individuato le firme molecolari dell’invecchiamento, sviluppando un algoritmo in grado di stimare l’età biologica e prevedere la longevità. Il modello, definito un “orologio trascrittomico” dai ricercatori, si distingue dal celebre orologio epigenetico di Horvath perché non misura i livelli di metilazione del DNA, ma analizza le variazioni nella trascrizione dei geni.
La nuova metodologia sviluppata ad Harvard prende in esame il trascrittoma, ossia l’insieme delle molecole di RNA prodotte dai geni, per valutare lo stato biologico di cellule e tessuti. Analizzando oltre 11.000 profili molecolari provenienti da esseri umani, topi e macachi, i ricercatori hanno identificato firme comuni dell'invecchiamento e della mortalità condivise tra diverse specie. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Nature.
“Abbiamo scoperto che la maggior parte dei tipi cellulari condivide cambiamenti molecolari legati all'età, nonostante origini e funzioni molto diverse, dalle cellule immunitarie e staminali a quelle epatiche e muscolari” ha spiegato il dottor Alexander Tyshkovskiy, ricercatore presso la Divisione di Genetica del Dipartimento di Medicina della Harvard Medical School e primo autore dello studio. “Gli stessi biomarcatori si sono rivelati predittivi della sopravvivenza negli esseri umani e sensibili alle malattie croniche e agli interventi che influenzano la durata della vita, come la restrizione calorica nei topi. Anche lo stress cellulare indotto in laboratorio ha prodotto cambiamenti simili associati alla mortalità, collegando il danno cellulare all'invecchiamento dei tessuti e dell'organismo”.
L’espressione genica utilizzata per stimare età biologica e longevità
Il modo in cui i geni vengono attivati e regolati all’interno delle cellule nasconde firme molecolari legate ai principali processi biologici dell’organismo.
Durante l’invecchiamento, le variazioni di queste firme tendono a concentrarsi in specifici gruppi, tra cui i livelli di infiammazione, il metabolismo energetico, la funzione dei mitocondri, l’organizzazione della matrice extracellulare e i meccanismi che regolano l’attività del DNA all’interno delle cellule. Per ciascuno di questi processi, i ricercatori hanno sviluppato una serie di orologi biologici specializzati, osservando che malattie e interventi anti-invecchiamento non agiscono tutti sugli stessi meccanismi cellulari.
Le malattie croniche, ad esempio, hanno mostrato un impatto particolarmente marcato sui processi infiammatori, mentre interventi legati all’alimentazione, come specifici regimi dietetici, hanno influenzato soprattutto i percorsi metabolici e mitocondriali.. Tra i biomarcatori individuati figurano anche variazioni nell’espressione di CDKN1A e LGALS3, geni coinvolti rispettivamente nel controllo del ciclo cellulare e nei processi infiammatori, già associati in precedenti studi a mortalità e multimorbidità.
“Questi orologi biologici rappresentano un potenziale nuovo metodo per misurare l'invecchiamento in modo più dettagliato e potrebbero contribuire a prevedere il rischio di malattie e mortalità, a caratterizzare gli effetti dei trattamenti e a personalizzare le cure in base all'età biologica” ha affermato Vadim Gladyshev, professore di Medicina al Brigham and Women’s Hospital della Harvard Medical School e autore senior dello studio. “Le terapie future potrebbero mirare sia a specifici processi legati all'invecchiamento, come l'infiammazione o il metabolismo, sia all'invecchiamento nel suo complesso”.
Gli strumenti di monitoraggio dei marcatori molecolari di invecchiamento e mortalità sono stati resi disponibili alla comunità scientifica per uso non commerciale attraverso una piattaforma web interattiva dedicata. Tyshkovskiy e Gladyshev figurano inoltre come inventori in una domanda di brevetto depositata negli Stati Uniti.
