Invecchiamento Epigenetico: Il Ruolo del DNA e dell'Ambiente
Esplorare come la genetica e l'ambiente influenzano il processo di invecchiamento.
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Indice
- Cosa sono gli Orologi Epigenetici?
- Misure Diverse di Invecchiamento
- Influenze Genetiche e Ambientali sull'Invecchiamento
- L'Impatto degli Ambienti Condivisi
- Adolescenza e Gioventù Emergente
- Obiettivi e Metodologia della Ricerca
- Campionamento e Analisi del DNA
- Risultati: Differenze Associate all'Età nell'Invecchiamento Epigenetico
- Studi sui Gemelli e Risultati sull'Ereditarietà
- Influenze Ambientali Uniche nell'Invecchiamento Epigenetico
- Conclusione: Comprendere il Processo di Invecchiamento
- Fonte originale
- Link di riferimento
Man mano che invecchiamo, i nostri corpi subiscono molti cambiamenti e alcuni di questi cambiamenti possono essere seguiti attraverso il nostro DNA. Un modo in cui gli scienziati guardano all'invecchiamento è attraverso un processo chiamato Invecchiamento Epigenetico. Questo significa che studiano come alcuni marcatori sul nostro DNA cambiano nel tempo e come questi cambiamenti possono dirci quanti anni abbiamo realmente, sia biologicamente che cronologicamente.
L'invecchiamento epigenetico può offrire indizi su molte cose, come mai alcune persone sviluppano malattie legate all'età o hanno una vita più breve. Può persino aiutarci a capire come le condizioni di vita influenzano la crescita e la salute dei giovani. I ricercatori hanno sviluppato diversi modelli o "orologi" che stimano l'età epigenetica di una persona basandosi su questi marcatori del DNA, il che può fornire informazioni sulla loro salute e rischi man mano che crescono.
Cosa sono gli Orologi Epigenetici?
Gli orologi epigenetici sono strumenti che misurano l'età basandosi sui cambiamenti nella Metilazione del DNA. La metilazione del DNA è una modifica chimica che può influenzare come i geni vengono attivati o disattivati senza alterare la sequenza del DNA sottostante. Questi orologi possono prevedere non solo quanti anni ha qualcuno, ma anche se stanno invecchiando più velocemente o più lentamente della loro età reale.
Uno degli orologi più noti è l'orologio di Horvath. Questo modello è stato progettato per stimare l'Età biologica su un'ampia gamma di età. Considera come l'età biologica di una persona potrebbe differire dalla loro età cronologica e può indicare se il loro processo di invecchiamento sta accelerando o rallentando.
Un altro orologio è l'orologio PedBE, sviluppato specificamente per misurare l'invecchiamento biologico di bambini e adolescenti. Questo orologio aiuta i ricercatori a capire come i corpi dei giovani stanno invecchiando rispetto agli adulti.
Misure Diverse di Invecchiamento
I ricercatori hanno creato diverse misure per capire meglio come funziona l'invecchiamento. Ad esempio, c'è una misura conosciuta come GrimAge, che prevede il rischio di mortalità basato su vari indicatori di salute. Altre misure, come DunedinPoAm e DunedinPACE, si concentrano su quanto velocemente avviene l'invecchiamento biologico basato su marcatori biologici piuttosto che sull'età cronologica.
Queste diverse misure di invecchiamento considerano vari fattori, come indicatori di salute come la pressione sanguigna e scelte di stile di vita come il fumo. Analizzando la metilazione del DNA in regioni specifiche, questi modelli possono fornire un quadro più chiaro della salute e della durata della vita di un individuo.
Influenze Genetiche e Ambientali sull'Invecchiamento
Il processo di invecchiamento è influenzato sia dalla genetica che dall'ambiente. I fattori genetici possono determinare parte della variabilità che vediamo nel modo in cui le persone invecchiano, mentre i fattori ambientali, come stile di vita, dieta e circostanze sociali, possono giocare un ruolo significativo.
L'ereditarietà dell'invecchiamento epigenetico può essere valutata per capire quanto del processo di invecchiamento sia influenzato dalla genetica rispetto all'ambiente. I ricercatori hanno scoperto che i contributi della genetica possono cambiare con l'età. Ad esempio, il contributo genetico all'invecchiamento epigenetico potrebbe essere maggiore nelle persone più giovani rispetto agli adulti più anziani, che potrebbero avere influenze ambientali più variabili che influenzano il loro invecchiamento.
L'Impatto degli Ambienti Condivisi
Le condizioni di vita e gli ambienti condivisi possono influenzare enormemente l'invecchiamento. Per i gemelli, gli ambienti condivisi giocano un ruolo significativo nella loro somiglianza. Questi ambienti possono includere fattori come l'influenza dei genitori, i background sociali e persino le condizioni del quartiere.
Man mano che i gemelli crescono e iniziano a vivere separatamente, fattori ambientali unici diventano più importanti. Queste esperienze individuali possono influenzare i processi di invecchiamento epigenetico e creare differenze nel modo in cui invecchiano.
Adolescenza e Gioventù Emergente
L'adolescenza è un periodo critico per lo sviluppo, contrassegnato da rapidi cambiamenti nella crescita fisica e psicologica. La transizione all'età adulta è anch'essa significativa, poiché gli individui iniziano a formare le proprie identità e stabilire la loro indipendenza.
Durante questi periodi, il tasso di cambiamento nella metilazione del DNA può essere piuttosto alto, riflettendo un'oscillazione nell'età biologica. Questo cambiamento rapido potrebbe rallentare dopo i tardi anni dell'adolescenza, portando a un tasso di invecchiamento più costante nell'età adulta.
Obiettivi e Metodologia della Ricerca
Per capire meglio come i fattori genetici e ambientali contribuiscono all'invecchiamento epigenetico, i ricercatori hanno utilizzato un campione di gemelli in vari gruppi di età. Hanno misurato la metilazione del DNA utilizzando campioni di saliva da adolescenti precoci, adolescenti tardivi, giovani adulti e adulti giovani.
Lo studio ha esaminato otto misure specifiche di invecchiamento nel corso di due anni per monitorare i cambiamenti sia tra le differenze tra gli individui sia all'interno degli stessi individui nell'invecchiamento epigenetico. Confrontando i risultati di diversi gruppi di età, hanno cercato di scoprire tendenze e modelli su come la genetica e l'ambiente influenzano l'invecchiamento.
Campionamento e Analisi del DNA
I campioni di saliva sono stati raccolti durante interviste nel corso di diversi anni, permettendo ai ricercatori di raccogliere DNA per l'analisi. Questo metodo non invasivo di campionamento ha reso più facile ottenere i dati necessari dai partecipanti.
Una volta raccolto, il DNA è stato analizzato per i profili di metilazione per determinare l'età epigenetica di ogni partecipante. L'analisi ha incluso diversi passaggi di controllo qualità per garantire risultati validi, come il controllo per sonde di DNA specifiche e la correzione di eventuali effetti di lotto che potrebbero influenzare i risultati.
Risultati: Differenze Associate all'Età nell'Invecchiamento Epigenetico
I ricercatori hanno scoperto che i diversi gruppi di età mostravano variazioni notevoli nelle loro misure di invecchiamento epigenetico. Ad esempio, gli orologi di Horvath e PedBE hanno rivelato un'accelerazione negli adolescenti tardivi e nei giovani adulti, indicando che questi gruppi stavano vivendo un invecchiamento biologico più veloce rispetto agli adolescenti precoci e ai giovani adulti.
A mano che i partecipanti invecchiavano, alcune misure indicavano una varianza più significativa nell'invecchiamento. Questo suggerisce che le esperienze individuali-sia condivise che uniche-giocano un ruolo significativo nel guidare queste differenze.
Studi sui Gemelli e Risultati sull'Ereditarietà
I risultati degli studi sui gemelli hanno indicato che il contributo genetico all'invecchiamento epigenetico variava tra i gruppi di età. Negli individui più giovani, c'era una maggiore somiglianza tra gemelli identici rispetto ai gemelli fraterni, suggerendo influenze genetiche sul processo di invecchiamento.
Tuttavia, man mano che gli individui passavano all'età adulta, i fattori ambientali e le esperienze di vita uniche iniziavano a giocare un ruolo più grande nel plasmare il loro invecchiamento. I risultati hanno rafforzato l'idea che, sebbene la genetica sia importante, essa interagisce con variabili ambientali per determinare i modelli complessivi di invecchiamento.
Influenze Ambientali Uniche nell'Invecchiamento Epigenetico
Lo studio ha messo in evidenza l'importanza dei fattori ambientali unici-quelle esperienze che sono individuali piuttosto che condivise-nelle diverse fasi della vita. Fattori come le scelte di stile di vita, le esperienze personali e le condizioni socio-economiche possono avere un impatto significativo su come una persona invecchia biologicamente.
Ad esempio, esperienze negative durante l'infanzia o l'adolescenza, come l'esposizione alla violenza o allo stress, possono portare a un invecchiamento epigenetico più veloce. Al contrario, esperienze positive e ambienti di supporto possono contribuire a traiettorie di invecchiamento più sane.
Conclusione: Comprendere il Processo di Invecchiamento
In sintesi, lo studio sull'invecchiamento epigenetico ha rivelato che sia la genetica che l'ambiente giocano ruoli cruciali nel modo in cui gli individui invecchiano. I risultati hanno sottolineato che, mentre le influenze genetiche possono essere prominenti durante la gioventù, i fattori ambientali unici diventano sempre più significativi durante la transizione all'età adulta.
Queste intuizioni sono fondamentali per comprendere la salute personale e il processo di invecchiamento, soprattutto poiché possono guidare interventi e sistemi di supporto progettati per promuovere un invecchiamento più sano. In generale, quest'area di ricerca sottolinea la complessità dell'invecchiamento, bilanciando tra tratti ereditari e le esperienze diverse che modellano la vita di ogni individuo.
Continuando ad esplorare l'invecchiamento epigenetico, i ricercatori sperano di scoprire ancora di più sulla relazione intricata tra il nostro DNA, i nostri ambienti e come invecchiamo.
Titolo: Age-Associated Genetic and Environmental Contributions to Epigenetic Aging Across Adolescence and Emerging Adulthood
Estratto: BackgroundEpigenetic aging estimators commonly track chronological and biological aging, quantifying its accumulation (i.e., epigenetic age acceleration) or its speed (i.e., epigenetic aging pace). These estimates reflect a combination of inherent biological programming and the impact of environmental factors, which are suggested to vary at different stages of life. The transition from adolescence to adulthood is an important period in this regard, marked by an increasing and, then, stabilizing epigenetic aging variance. Whether this pattern arises from environmental influences or genetic factors remains uncertain. This study delves into understanding the age-associated genetic and environmental contributions to differences both between and within individuals across these developmental stages. For this purpose, we analyzed four differently developed epigenetic aging estimators, namely, Horvath Acceleration, GrimAge Acceleration, PedBE Acceleration, and DunedinPACE, which were collected from 976 twins aged 8 to 31 years (M=16.0, SD=6.05) measured twice, two years apart. ResultsApproximately half (33-76%) of the between-individual differences in epigenetic aging and most (70-99%) of the variance in within-individual changes across the two years were attributable to unique environmental factors. The contribution of these factors to the variance of epigenetic estimators trained on chronological age notably increased with time (Horvath Acceleration: from 80% to 90%; PedBE Acceleration: from 70% to 99%). Genetic contributions were more pronounced in the between-individual differences than in the variance of within-individual changes. For epigenetic aging estimators trained on chronological age, both additive genetic factors (8%-39%) and shared environmental influences (13%-49%) contributed to the variance. For epigenetic estimators trained on biological indicators, either additive (GrimAge Acceleration) or additive and non-additive genetic (DunedinPACE) factors were relevant. The variance of three estimators, initially developed in adult samples, demonstrated increasing contributions of genetic factors to the variance across adolescence and emerging adulthood (Horvath Acceleration: from 18% to 39%; GrimAge Acceleration: from 24% to 43%; DunedinPACE: from 42% to 57%). ConclusionsOur findings suggest that increasing between-individual differences in epigenetic aging during adolescence and emerging adulthood are the result of both unique life experiences and genetic underpinnings, whereas variance in within-individual changes is primarily attributable to unique life experiences.
Autori: Dmitry V. Kuznetsov, Y. Liu, A. M. Schowe, D. Czamara, J. Instinske, C. K. L. Pahnke, M. M. Noethen, F. M. Spinath, E. B. Binder, M. Diewald, A. J. Forstner, C. Kandler, B. Moenkediek
Ultimo aggiornamento: 2024-06-12 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.10.598273
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.10.598273.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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