Простой тест-анализ мазка со щеки может предсказать риск смерти

CheekAge, эпигенетические «часы жизни» второго поколения, разработанные на основе данных о клетках щек, точно предсказывают риск смертности и превосходят более ранние «часы», основанные на анализе крови. Этот метод выявляет ключевые участки метилирования, связанные с продолжительностью жизни, предлагая простой подход к изучению старения.

Люди стареют с разной скоростью, в то время как у некоторых старение замедляется благодаря благоприятной генетике, у других многочисленные факторы образа жизни и поведения могут ускорить процесс старения.

К ним относятся стресс, плохой сон, неправильное питание, курение и употребление алкоголя. Подобное влияние окружающей среды накладывает свой отпечаток на геном через эпигенетические изменения. Анализируя эпигеном на ключевых участках генома, можно измерить молекулярное старение.

За последнее десятилетие ученые разработали несколько таких «эпигенетических часов», откалиброванных по хронологическому возрасту и различным факторам образа жизни на большом количестве людей. Большинство из них сфокусировано на метилировании ДНК в клетках крови, что делает сбор образцов трудными для пациента.

В начале этого года ученые из США разработали часы второго поколения под названием CheekAge, которые основаны на данных о метилировании в легко собираемых клетках изнутри щек. Теперь в журнале Frontiers in Aging команда впервые показала, что CheekAge может точно предсказывать риск смертности — и даже если в качестве исходных данных используются эпигенетические данные из другой ткани.

«Мы также показали, что конкретные участки метилирования особенно важны для этой корреляции, выявив потенциальные связи между конкретными генами и процессами и человеческой смертностью, улавливаемые нашими часами», — сказал доктор Максим Шохирев, первый автор исследования и руководитель отдела вычислительной биологии и науки о данных в компании Tally Health в Нью-Йорке.

CheekAge был разработан и обучен путем соотнесения доли метилирования примерно на 200 тыс. участков с общим баллом здоровья и образа жизни, отражающим предполагаемые различия в физиологическом старении.

В исследовании ученые использовали статистическое программирование, чтобы проверить, насколько хорошо оно предсказывает смертность от любой причины у 1 513 женщин и мужчин, родившихся в 1921 и 1936 году и наблюдавшихся на протяжении всей жизни в рамках программы Lothian Birth Cohorts (LBC) Эдинбургского университета.

Одной из целей LBC было связать различия в когнитивном старении с образом жизни и психосоциальными факторами, а также биомедицинскими, генетическими, эпигенетическими данными и данными визуализации мозга. Каждые три года у добровольцев измерялся метилом в клетках крови на примерно 450 тыс. участков метилирования ДНК.

Последняя доступная временная точка метилирования использовалась вместе со статусом смертности для расчета CheekAge и его связи с риском смертности. Данные о смертности были получены из Центрального регистра Шотландской национальной службы здравоохранения.

«Наши результаты показывают, что CheekAge значительно ассоциируется со смертностью в продольном наборе данных и превосходит часы первого поколения, обученные на наборах данных, содержащих данные о крови», — заключили авторы.

В частности, при увеличении показателя CheekAge на одно стандартное отклонение коэффициент риска смертности от всех причин увеличивался на 21%. Это означает, что CheekAge связан с риском смертности у пожилых людей.

«Тот факт, что наши эпигенетические часы, натренированные на клетках щек, предсказывают смертность при измерении метилома в клетках крови, говорит о существовании общих сигналов смертности в разных тканях, — сказал Шохирев. — Это означает, что простой, неинвазивный мазок со щеки может стать ценной альтернативой для изучения и отслеживания биологии старения».

Исследователи более детально изучили те участки метилирования, которые были наиболее сильно связаны со смертностью. Гены, расположенные вокруг или рядом с этими участками, являются потенциальными кандидатами на влияние на продолжительность жизни или риск развития возрастных заболеваний.

Например, ген PDZRN4, возможный супрессор опухолей, и ALPK2, ген, связанный с раком и здоровьем сердца в животных моделях. Другие гены, которые выделялись, ранее были связаны с развитием рака, остеопороза, воспаления и метаболического синдрома.

По словам доктора Адива Джонсона, исследователям было бы интересно выяснить, влияют ли такие гены, как ALPK2, на продолжительность жизни или здоровье на животных моделях.

Он также добавил, что будущие исследования также необходимы, чтобы определить, какие еще ассоциации, помимо смертности от всех причин, можно уловить с помощью CheekAge.

По его словам, другие возможные ассоциации могут включать в себя заболеваемость различными возрастными болезнями или продолжительность «периода здоровья» — периода здоровой жизни, свободного от возрастных хронических заболеваний и инвалидности.

Ранее ученые разработали новый метод диагностики рака мозга, который работает быстрее и менее инвазивен, чем традиционная хирургическая биопсия. Для проведения этого анализа, т. н. «жидкостной биопсии», требуется всего 100 микролитров крови и один час, чтобы выявить биомаркеры, связанные с глиобластомой — самой смертоносной и распространенной формой опухоли мозга.