Novecošana, iespējams, nav tik nemainīgs process, kā iepriekš uzskatīts. Jeilas universitātes zinātnieki spēruši nozīmīgu soli, lai noskaidrotu, kuri ārstēšanas veidi patiešām ietekmē bioloģisko novecošanu un kuri dod maz izmērāma labuma.

Pētījuma rezultāti liecina, ka noteikti recepšu medikamenti un dzīvesveida izmaiņas var samazināt bioloģisko vecumu, ko nosaka ar DNS balstītām asinsanalīzēm. Savukārt populārie bezrecepšu uztura bagātinātāji, kas tika iekļauti analīzē, lielākoties neuzrādīja līdzīgu iedarbību.

Pētījums publicēts žurnālā Nature Medicine. Tas var palīdzēt zinātniekiem efektīvāk novērtēt pretnovecošanas terapijas, tomēr pētnieki uzsver: bioloģiskā vecuma biomarķieru izmaiņas pašas par sevi vēl nenozīmē, ka cilvēks dzīvos ilgāk vai izvairīsies no ar vecumu saistītām slimībām.

Kā pētījums mainīja Raghava Sehgal pētniecības virzienu

Kad Raghavs Sehgals pirms vairākiem gadiem sāka maģistrantūras studijas Jeilā, viņš bija plānojis izmantot progresīvas datorzinātnes metodes vēža izpētei. Inženierzinātņu pieredze un iepriekšēja līdzdalība skaitļošanas bioloģijas jaunuzņēmuma izveidē viņam bija nodrošinājusi labu pamatu šādam darbam.

Tomēr jautājums, ko viņam uzdeva disertācijas vadītājs Jeilas Medicīnas skolā, mainīja pētnieka karjeras virzienu. Tā vietā, lai koncentrētos uz atsevišķām slimībām, piemēram, vēzi vai sirds un asinsvadu slimībām, Sehgalam tika vaicāts, vai nebūtu lietderīgāk pētīt pašu novecošanas procesu, kas veicina šo slimību attīstību.

“Tas mani aizveda pa citu ceļu,” sacīja Sehgals, kurš tagad ir psihiatrijas asociētais pētnieks un specializējas skaitļošanas bioloģijā un bioinformātikā. “Mums kā pētniekiem vēl ir tāls ceļš ejams, lai izprastu novecošanas procesu un to, vai pasākumi, ko veicam tā pārvaldīšanai, patiešām darbojas.”

Tagad Sehgals pēta cilvēka novecošanas bioloģiskos mehānismus, veidus, kā zinātnieki var izmērīt šīs pārmaiņas, un iemeslus, kāpēc pieaugot vecumam palielinās vēža, diabēta un demences risks. Viņa darbs skar arī jautājumu, vai ar dažādām iejaukšanās metodēm iespējams mainīt atsevišķus bioloģiskās novecošanas aspektus, pat ja pilnībā novērst novecošanu joprojām nav iespējams.

DNS testi palīdz salīdzināt pretnovecošanas terapijas

Sehgals ir jaunā pētījuma vadošais autors. Darbs veikts Alberta Higinsa-Čena laboratorijā; viņš ir Jeilas Medicīnas skolas psihiatrijas docents. Pētnieki centās noskaidrot, kuri jau pieejamie paņēmieni novecošanas palēnināšanai rada uzticami izmērāmas pārmaiņas.

Analīze uzrādīja daudzsološus rezultātus attiecībā uz noteiktiem medikamentiem un dzīvesveida intervencēm. Pretēji tam pētījumā iekļautie bezrecepšu uztura bagātinātāji kopumā neradīja būtisku bioloģiskā vecuma samazinājumu.

Projektā piedalījās visa Higinsa-Čena laboratorija, tostarp Daniels Borruss, Jenela F. Armstronga, Džons Gonsaless, Džesika Kasamoto un Jaroslavs Markovs.

“Pirmo reizi esam parādījuši, ka noteiktām terapijām ir izmērāma ietekme,” sacīja Sehgals. “Iepriekš tas nebija iespējams, jo mums nebija pietiekami daudz datu, lai apgalvotu, ka šie biomarķieri konsekventi reaģē uz šīm intervencēm.”

Biomarķieri sniedz izmērāmu informāciju par organismā notiekošo. Novecošanas pētījumos tie var palīdzēt noteikt cilvēka bioloģisko jeb funkcionālo vecumu, kas ne vienmēr sakrīt ar hronoloģisko vecumu.

Lai pārbaudītu, vai ārstēšana var ietekmēt novecošanu, Jeilas komanda galvenokārt izmantoja uz asinīm balstītus mērījumus, ko dēvē par epigenētiskajiem pulksteņiem. Šie rīki analizē ķīmiskus modeļus, kas piesaistīti DNS, jo īpaši metilgrupas — vienkāršas ķīmiskas struktūras, kas darbojas kā birkas.

Iepriekšējos pētījumos konstatēts, ka šie ķīmiskie marķieri mainās cilvēkam novecojot. Dažas intervences var daļēji mainīt ar vecumu saistītos modeļus, bet datoralgoritmi šīs pārmaiņas izmanto, lai aprēķinātu bioloģisko vecumu.

Pētnieki apkopoja 51 klīniskā pētījuma rezultātus par dažādām pretnovecošanas stratēģijām. Tās ietvēra uztura bagātinātājus, medikamentus, dzīvesveida izmaiņas un medicīniskas procedūras.

Kopumā komanda analizēja vairāk nekā 110 DNS metilēšanas biomarķieru, tostarp 16 nozīmīgus epigenētiskos pulksteņus. Salīdzinot mērījumus pirms un pēc intervencēm, pētnieki varēja novērtēt, kuri paņēmieni bija saistīti ar bioloģiskā vecuma samazināšanos.

“Tas, ko mēs paveicām, bija diezgan unikāli,” sacīja Sehgals. “Mēs jau zinām, ka dažas lietas varētu paildzināt veselīgi nodzīvoto mūžu un dzīves ilgumu. Ir dati gan no retrospektīvām analīzēm, gan pētījumiem ar dzīvniekiem. Mēs apvienojām šīs zināšanas ar reālās pasaules klīniskajiem pētījumiem, lai noteiktu, kuras intervences cilvēkiem kopumā palēnina novecošanu šajos zināmajos biomarķieros.”

Kuras metodes uzrādīja labākos rezultātus?

Pētnieki intervences sadalīja četrās galvenajās grupās: recepšu medikamenti, dzīvesveida izmaiņas, bezrecepšu uztura bagātinātāji un medicīniskas procedūras.

Viens no skaidrākajiem secinājumiem bija saistīts ar uzturu un fiziskajām aktivitātēm. Regulāras kustības apvienošana ar veselīgu uzturu konsekventi samazināja epigenētisko vecumu. Pētījumos tika aplūkotas Vidusjūras diēta, diēta ar zemu tauku saturu un diēta ar zemu ogļhidrātu daudzumu.

Vislielākais bioloģiskā vecuma marķieru samazinājums bija saistīts ar noteiktām farmaceitiskām terapijām. To vidū bija metformīns un semaglutīds — recepšu medikamenti, ko izmanto vielmaiņas traucējumu un ķermeņa svara kontrolei —, kā arī anti-TNF terapijas, kas iedarbojas uz olbaltumvielu, kura iesaistīta organisma iekaisuma reakcijā.

TNF jeb audzēja nekrozes faktors ir imūnsistēmas olbaltumviela, kas palīdz organismam cīnīties ar iekaisuma izraisītiem bojājumiem.

Par bezrecepšu uztura bagātinātājiem un dažām medicīniskām procedūrām secinājumi bija mazāk iepriecinoši. Analizētajos pētījumos šīs pieejas neradīja izmērāmu epigenētiskā vecuma samazinājumu.

Pētnieki arī konstatēja, ka jaunākās bioloģiskā vecuma noteikšanas sistēmas darbojās labāk nekā agrākās versijas. Vēl viena būtiska atziņa bija tā, ka cilvēkiem ar slimībām novecošanas biomarķieru izmaiņas kopumā bija lielākas nekā veseliem pētījuma dalībniekiem.

Vai DNS asinsanalīzes mainīs pretnovecošanas pētījumus?

Pēc Sehgala teiktā, nākamā prioritāte ir pārbaudīt šos secinājumus lielākās un daudzveidīgākās cilvēku grupās. Tas ļautu noskaidrot, cik konsekventi dažādas terapijas ietekmē bioloģisko novecošanu cilvēkiem ar atšķirīgu veselības stāvokli un atšķirīgu izcelsmi.

Uzlabotās asinsanalīzes varētu arī ievērojami saīsināt laiku, kas nepieciešams potenciālo pretnovecošanas terapiju izvērtēšanai.

“Ja šie jaunie biomarķieri galu galā tiks apstiprināti kā ilgtermiņa veselības prognozētāji, zinātnieki pretnovecošanas terapijas varēs novērtēt daudz ātrāk,” viņš piebilda. “Tā vietā, lai gadu desmitiem gaidītu klīnisko pētījumu pierādījumus, mēs jau pēc dažiem gadiem vai pat mēnešiem varēsim redzēt, kuras intervences ir efektīvas un kuriem cilvēkiem tās palīdz.”

Tas varētu kļūt par nozīmīgu pavērsienu novecošanas pētniecībā. Tā vietā, lai pilnībā paļautos uz klīniskiem pētījumiem, kuros dalībnieki tiek novēroti gadu desmitiem, zinātnieki nākotnē varētu izmantot apstiprinātus bioloģiskā vecuma mērījumus, lai daudz agrāk noteiktu daudzsološas terapijas.

Tomēr pētījuma vecākais autors Higinsa-Čens uzsvēra, ka zinātniekiem jābūt piesardzīgiem, skaidrojot, ko īsti nozīmē pārmaiņas novecošanas biomarķieros.

“Mēs esam izstrādājuši stingru, sistemātisku pieeju, lai novērtētu un salīdzinātu, kā biomarķieri mainās ļoti dažādu intervenču ietekmē, un tas ir būtisks solis pareizajā virzienā,” viņš sacīja. “Tomēr šo pārmaiņu patiesā nozīme vēl ir pilnībā jāizprot.”

Uz svarīgākajiem jautājumiem vēl nav atbildes

Lai gan rezultāti ir daudzsološi, joprojām nav atbildēts uz vairākiem būtiskiem jautājumiem. Pētniekiem vēl jānoskaidro, vai bioloģiskā vecuma izmaiņas tieši izraisa konkrēta ārstēšana vai arī tās ietekmē citi faktori, kas pētījumos nav ņemti vērā.

Nav arī skaidrs, cik ātri šīs izmaiņas rodas, vai tās saglabājas pēc ārstēšanas pārtraukšanas un kuri bioloģiskie procesi tās rada. Pats svarīgākais — zinātnieki vēl nav pierādījuši, ka epigenētiskā vecuma samazināšana nozīmē ilgtermiņa veselības uzlabošanos.

“Un pats svarīgākais — ko šīs pārmaiņas nozīmē mūsu ilgtermiņa riskam saslimt ar ar vecumu saistītām slimībām un piedzīvot funkcionālu pasliktināšanos?” sacīja Higinsa-Čens.

Šo jautājumu izpēte turpinās. Papildu pētījumus vada Borruss, Armstronga un Greisa Zou. Higinsa-Čena laboratorija ir saistīta arī ar Jeilas Patoloģijas katedru, Skaitļošanas bioloģijas un bioinformātikas programmu un Y-Age Jeilas Novecošanas pētniecības centru.

Kas, pēc pašreizējiem datiem, var ietekmēt bioloģisko novecošanu?

Balstoties uz uzlabotajām DNS analīzēm, Jeilas pētnieki par īpaši daudzsološām pieejām bioloģiskā vecuma marķieru samazināšanai atzina divas galvenās metožu grupas.

  • Uzturs un fiziskās aktivitātes: regulāras fiziskās aktivitātes kopā ar veselīgu uzturu, tostarp Vidusjūras, zema tauku satura vai zema ogļhidrātu satura diētu, bija saistītas ar epigenētiskā vecuma samazināšanos.
  • Noteikti recepšu medikamenti: īpaši daudzsološus rezultātus uzrādīja metformīns, semaglutīds un dažas anti-TNF terapijas.

Vienlaikus pārbaudītie bezrecepšu uztura bagātinātāji un dažas medicīniskās procedūras uzrādīja maz izmērāmas ietekmes. Rezultāti sniedz skaidrāku priekšstatu par to, kuras intervences varētu ietekmēt bioloģisko novecošanu, taču nepieciešami turpmāki pētījumi, lai apstiprinātu secinājumus un noskaidrotu, vai bioloģiskā vecuma marķieru samazināšanās patiešām nozīmē mazāku ar vecumu saistītu slimību risku, labāku veselību vai ilgāku mūžu.