Novas descobertas sobre DNA e envelhecimento
Pesquisas mostram como mudanças no DNA podem prever a idade biológica e resultados de saúde.
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Índice
- O que é Metilação do DNA?
- Novas Perspectivas sobre o Envelhecimento
- Diferenças Individuais no Envelhecimento
- Criando um Relógio de Envelhecimento Mais Detalhado
- Resultados dos Relógios Ageome
- Envelhecimento e Riscos à Saúde
- Agentes de Marca: Um Novo Conceito
- Ageome e Previsão de Doenças
- A Relação Bidirecional Entre Envelhecimento e Doença
- Intervenções no Envelhecimento: Como a Mudança Afeta o Envelhecimento
- O que Vem a Seguir para o Ageome?
- Conclusão
- Fonte original
Envelhecer é um processo natural que acontece com todos os seres vivos. Envolve mudanças em nível celular que levam a uma queda na maneira como nossos corpos funcionam com o tempo. Uma das áreas chave que os pesquisadores estão analisando é como nosso DNA muda à medida que envelhecemos. Uma mudança específica é chamada de Metilação do DNA, que tem um papel essencial em como os genes funcionam.
O que é Metilação do DNA?
Metilação do DNA é um processo onde pequenas moléculas, chamadas grupos metila, se ligam a certas partes do DNA. Isso afeta como os genes são ativados ou desativados. Cientistas descobriram que, com o passar dos anos, nosso DNA mostra padrões de metilação que mudam. Essas mudanças podem indicar quão "velho" nosso corpo realmente é, o que pode ser diferente da nossa idade real em anos.
Novas Perspectivas sobre o Envelhecimento
Pesquisas recentes mostraram que essas mudanças na metilação do DNA podem ser consistentes entre diferentes indivíduos, o que significa que podem ser usadas para prever a Idade Biológica. Uma ferramenta inovadora que surgiu dessa pesquisa é chamada de "relógio de envelhecimento." Esse relógio de envelhecimento usa mudanças no DNA para estimar a idade biológica de uma pessoa.
Diferenças Individuais no Envelhecimento
No entanto, envelhecer não é igual para todo mundo. Diferentes partes do nosso corpo podem envelhecer em ritmos diferentes. Fatores como o ambiente em que vivemos, nossa composição genética e escolhas de estilo de vida podem influenciar tudo isso. Por exemplo, a maneira como nosso corpo processa alimentos pode mudar como envelhecemos. Alguns estudos mostraram que certas dietas, como a restrição calórica, podem ter efeitos específicos sobre como nosso corpo envelhece, especialmente na forma como lidamos com a glicose, um tipo de açúcar.
Criando um Relógio de Envelhecimento Mais Detalhado
Para melhorar os relógios de envelhecimento existentes, os pesquisadores criaram uma nova estrutura chamada Ageome. A abordagem Ageome analisa mudanças no DNA através de milhares de diferentes caminhos biológicos, que são grupos de genes relacionados. Com isso, busca medir a idade biológica de uma maneira mais detalhada do que os métodos tradicionais, que geralmente fornecem apenas um número para uma amostra ou indivíduo.
Os pesquisadores coletaram dados de metilação do DNA de camundongos e humanos para construir o modelo Ageome. Eles incluíram uma ampla gama de caminhos que são importantes para diferentes funções no corpo, levando à criação de muitos "relógios Ageome."
Resultados dos Relógios Ageome
Quando testaram seus relógios, descobriram que eram bons em prever a idade biológica de amostras tanto de humanos quanto de camundongos. Notaram que certos caminhos eram mais eficazes em prever a idade do que outros. Para humanos, os caminhos relacionados ao metabolismo de gorduras eram particularmente fortes, enquanto nos camundongos, os caminhos relacionados à sinalização neural eram mais preditivos.
Os pesquisadores também descobriram que esses caminhos não apenas mediam a idade, mas também estavam ligados a resultados de saúde. Por exemplo, conseguiam mostrar como certos caminhos de envelhecimento se correlacionavam com diferentes Riscos à Saúde, incluindo mortalidade.
Envelhecimento e Riscos à Saúde
Aplicando a estrutura Ageome a um grupo de adultos mais velhos, os pesquisadores descobriram que um grande número dos relógios Ageome estava conectado ao risco de mortalidade, o que significa que poderia ajudar a prever quanto tempo alguém poderia viver. Eles descobriram que, enquanto alguns relógios eram bons em estimar a idade biológica, nem sempre se alinhavam com o quão bem alguém poderia se sair em termos de saúde. Isso destaca que só porque alguém parece ter uma certa idade biologicamente, não significa que terá os mesmos resultados de saúde que outros da mesma idade.
Agentes de Marca: Um Novo Conceito
Uma descoberta interessante foi a ideia de "agentes de marca." Esses são indivíduos que mostram sinais de envelhecimento acelerado em caminhos biológicos específicos. Por exemplo, alguns podem envelhecer mais rápido na resposta imunológica, enquanto outros sistemas em seu corpo permanecem saudáveis. Isso sugere que envelhecer não é uniforme; pessoas diferentes podem vivenciar o envelhecimento de maneiras diferentes, dependendo de quais sistemas biológicos são afetados.
Ageome e Previsão de Doenças
Os pesquisadores ampliaram seus estudos para ver quão bem os relógios Ageome poderiam prever riscos de doenças em um grupo maior de indivíduos. Descobriram que sua abordagem superava muitos dos modelos existentes usados atualmente para avaliar envelhecimento e risco de doenças.
Os relógios Ageome forneceram insights sobre diferentes doenças, ajudando a identificar quais caminhos estavam conectados a várias condições de saúde. Certos caminhos pareciam particularmente notáveis para prever condições como câncer e doenças cardíacas.
A Relação Bidirecional Entre Envelhecimento e Doença
Um aspecto fascinante dessa pesquisa foi examinar a relação entre envelhecimento e doença. Os pesquisadores verificaram se o envelhecimento acelerado poderia levar a doenças, ou se ter uma doença poderia acelerar o envelhecimento. Descobriram que, para algumas condições, o envelhecimento acelerado parecia vir primeiro, o que então levava a problemas de saúde. Para outras condições, era o início da doença que tinha um impacto maior em acelerar o processo de envelhecimento.
Essa relação de mão dupla sugere que abordar o envelhecimento poderia ser vital para lidar com doenças relacionadas à idade, e vice-versa.
Intervenções no Envelhecimento: Como a Mudança Afeta o Envelhecimento
Os pesquisadores também testaram como várias intervenções conhecidas por promover longevidade afetaram as idades previstas por seus relógios. Essas intervenções incluíram mudanças na dieta, modificações genéticas e outros tratamentos. Descobriram que diferentes estratégias levavam a mudanças únicas nos relógios Ageome, sugerindo que abordagens específicas poderiam ser adaptadas para atingir certos caminhos biológicos para melhores resultados de saúde.
O que Vem a Seguir para o Ageome?
A estrutura Ageome não só traz uma nova forma de medir a idade biológica, mas também ajuda a identificar processos biológicos-chave que contribuem para o envelhecimento. Demonstra potencial em criar estratégias personalizadas para intervenções de envelhecimento e cuidados de saúde.
Estudos futuros devem se concentrar em expandir essas descobertas através de diferentes populações e tecidos. O objetivo é aprimorar intervenções que possam desacelerar o envelhecimento ou ajudar indivíduos a permanecerem mais saudáveis por mais tempo à medida que envelhecem.
Conclusão
Compreender como envelhecemos continua sendo uma área crítica de pesquisa. Com ferramentas como o Ageome, os cientistas podem obter insights mais profundos sobre os mecanismos intricados por trás do envelhecimento. Esse conhecimento pode abrir caminho para novas estratégias que melhorem a saúde e a qualidade de vida à medida que as pessoas envelhecem. À medida que a pesquisa avança, a esperança é encontrar maneiras de fazer do envelhecimento não apenas um processo de declínio, mas uma oportunidade para uma saúde e longevidade aprimoradas.
Título: High-dimensional Ageome Representations of Biological Aging across Functional Modules
Resumo: The aging process involves numerous molecular changes that lead to functional decline and increased disease and mortality risk. While epigenetic aging clocks have shown accuracy in predicting biological age, they typically provide single estimates for the samples and lack mechanistic insights. In this study, we challenge the paradigm that aging can be sufficiently described with a single biological age estimate. We describe Ageome, a computational framework for measuring the epigenetic age of thousands of molecular pathways simultaneously in mice and humans. Ageome is based on the premise that an organisms overall biological age can be approximated by the collective ages of its functional modules, which may age at different rates and have different biological ages. We show that, unlike conventional clocks, Ageome provides a high-dimensional representation of biological aging across cellular functions, enabling comprehensive assessment of aging dynamics within an individual, in a population, and across species. Application of Ageome to longevity intervention models revealed distinct patterns of pathway-specific age deceleration. Notably, cell reprogramming, while rejuvenating cells, also accelerated aging of some functional modules. When applied to human cohorts, Ageome demonstrated heterogeneity in predictive power for mortality risk, and some modules showed better performance in predicting the onset of age-related diseases, especially cancer, compared to existing clocks. Together, the Ageome framework offers a comprehensive and interpretable approach for assessing aging, providing insights into mechanisms and targets for intervention.
Autores: Vadim N. Gladyshev, K. Ying, A. Tyshkovskiy, Q. Chen, E. Latorre-Crespo, B. Zhang, H. Liu, B. Matei-Dedu, J. R. Poganik, M. Moqri, K. Kirschner, J. Lasky-Su
Última atualização: 2024-09-21 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.17.613599
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.17.613599.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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