Эпигенетические часы: потенциал изучения

Поэтому исследователи годами искали маркеры, позволяющие определить истинный, биологический возраст человека. И одним из самых точных сегодня считаются эпигенетические часы.

Cмотрите по теме:

Нейродегенеративные причины когнитивных нарушений

Спикер

Шпилюкова Юлия Александровна

к.м.н., научный сотрудник 5 неврологического отделения с молекулярно-генетической лабораторией ФГБНУ Научного Центра Неврологии

Смотреть вебинар

Биологический возраст организма

Биологический возраст человека - это состояние организма, которое оценивается по совокупности всех метаболических процессов, протекающих в нем. Он может значительно отличаться от фактического возраста.

При этом скорость старения зависит от генетики человека только на 20% и более чем на 80% - от эпигенетических факторов (сон, питание, физическая активность, экология и т.д.). Так, биологический возраст людей, живущих в благополучных экологических условиях и соблюдающих гигиену жизни, будет ниже, чем у тех, кто имеет вредные привычки и при этом, например, тяжело трудится.

ВАЖНО: Эпигенетика в биологии - это изучение механизма регуляции экспрессии генов (как и когда определенные гены “включаются” или “выключаются”). Диета, образ жизни и воздействие окружающей среды могут стимулировать эпигенетические изменения на протяжении всей жизни человека, влияя на здоровье человека. Например, эпигенетические процессы нарушаются при таких заболеваниях, как рак и болезнь Альцгеймера. Научные данные свидетельствуют о том, что эпигенетические изменения могут передаваться из поколения в поколение.

Куда информативнее цифр в паспорте для врачей была бы возможность оценить накопленные в организме повреждения и скорость старения органов. Однако еще недавно не было подходящих биомаркеров. Исследователи продолжали перебирать варианты – от длины теломер до белковых агрегатов. Но эти параметры, все же, не отражают биологический возраст человека.

Но в 2013 году калифорнийский ученый Стив Хорват выдвинул новаторскую идею эпигенетических часов для определения биологического возраста. Он предложил вычислять его на основе метилирования ДНК.

Эпигенетические часы - что это?

Метилирование ДНК - процесс, меняющийся под действием внешних факторов. Считается, что он играет одну из важнейших ролей в процессах старения.

С возрастом может наблюдаться как гипометилирование, так и гиперметилирование. Первое связано с хромосомной нестабильностью, второе - с развитием патологий.

В 2011 году ученые Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе опубликовали статью, в которой говорилось о взаимосвязи метилирования ДНК с возрастом.

А в 2013-м генетик Стив Хорват определил 353 эпигенетических маркера человеческого генома, коррелирующих с возрастом. Именно они легли в основу теории “часов Хорвата”.

Таким образом, эпигенетические часы - это ряд маркеров ДНК, которые позволяют определить биологический возраст ткани или органа.

Эту идею подхватили другие исследователи и выяснилось, что “часами Хорвата” можно измерить не только хронологический возраст. Так, появилась идея PhenoAge - часов, которые позволяют отследить негативные фенотипические изменения.

Кроме того, более поздняя работа Стива Хорвата была посвящена GrimAge - часам, отмеряющим оставшиеся годы жизни для конкретного человека.

По сути, все эти часы дают информацию о разных аспектах старения, пересекаясь друг с другом.

«Эпигенетические часы позволяют нам оценить реальный возраст организма в целом, либо органов в частности. Изучение процессов метилирования ДНК позволяет разгадать программы старения. Управление возрастом - это реальность сегодняшнего дня. Многие факторы, влияющие на эпигенетические часы, известны. Например, ограничение калорийности питания, крепкий сон, положительные эмоции, а многие ещё предстоит осознать и разгадать.»

Людмила Владимировна Заболотская

Врач-эндокринолог, анестезиолог-реаниматолог, косметолог, трансфузиолог, эксперт антивозрастной медицины
Стаж: 20 лет

Cмотрите по теме:

Обучение Anti-Age медицине

Изучайте тонкости антивозрастной медицины из любой точки мира. Для удобства врачей мы создали обучающую онлайн-платформу Anti-Age Expert: Здесь последовательно выкладываются лекции образовательных программ, доступ к которым 24/7. Врачи могут изучать материалы необходимое количество раз, задавать вопросы и обсуждать интересные клинические случаи с коллегами в специальных чатах.

Узнать подробнее

Чем могут быть полезны эпигенетические часы

Годами ученые искали ответ на вопрос “как определить биологический возраст?”. В качестве “часов старения” они предлагали, например, использовать профиль генной экспрессии, длину теломер, протеомные данные.

Но, как показали дальнейшие поиски в этом направлении, метод эпигенетических часов, или часов метилирования оказался самым точным. Поэтому с их помощью, например, можно объективно оценить результаты антивозрастных вмешательств.

Допустим, раньше для испытания какого-либо омолаживающего препарата нужно было проводить масштабное исследование на протяжении нескольких лет. Эпигенетические часы значительно сокращают время ожидания. Препарат можно дать маленькой группе людей, которая будет принимать его, скажем, в течение двух лет. А после оценить возраст испытуемых по метилированию до и после.

Разработка Стива Хорвата открыла возможности для изучения новой области биологии старения. Именно он обратил внимание научного сообщества на то, что люди с синдромом Дауна, а также с ВИЧ и ожирением стареют быстрее и выглядят старше своего фактического возраста.

Сегодня установлено, что процессы старения в разных тканях идут неравномерно. Так, быстрее всех деградируют молочные железы у женщин, довольно быстро стареют костная ткань и клетки крови, а медленнее всего - головной мозг.

И теперь можно выяснить, с какой скоростью идут возрастные изменения органов и насколько эта динамика отличается в каждом из них, как старение одной системы организма влияет на другую и так далее. Эти аспекты начали изучаться лишь недавно.

Часы метилирования дают ключи к исследованию возможностей омоложения и фундаментальных процессов, происходящих в организме. Также эпигенетический возраст может указать на то, у кого из ровесников разовьются возрастные заболевания и кто из них скончается раньше.

Кроме того, существуют доказательства, что участки метилирования, которые идентифицировал Хорват, не просто маркеры старения, но и его спусковые крючки. И если ученым удастся проникнуть внутрь клеточного ядра, изменив профили метилирования в хромосомах, можно будет воздействовать на первопричину старения.

Cмотрите по теме:

Нейродегенеративные причины когнитивных нарушений

Спикер

Шпилюкова Юлия Александровна

к.м.н., научный сотрудник 5 неврологического отделения с молекулярно-генетической лабораторией ФГБНУ Научного Центра Неврологии

Смотреть вебинар

Краткие выводы

• До недавнего времени не существовало биомаркеров, достоверно определяющих биологический возраст человека;

• В 2013 году ученый Калифорнийского университета Стив Хорват выдвинул теорию эпигенетических часов, в основе которой - 353 эпигенетических маркера человеческого генома;

• Эта методика определения биологического возраста считается наиболее точной на сегодняшний день;

• “Часы Хорвата” открыли для ученых новые возможности в изучении биологии старения.

Cмотрите по теме:

Бесплатные вебинары по антивозрастной медицине

Узнайте об особенностях Международной школы Anti-Age Expert, а также о возможностях для совершенствования врачебной практики изо дня в день. Также в программе вебинаров - увлекательные обзоры инноваций в антивозрастной медицине и разборы сложнейших клинических случаев с рекомендациями, которые действительно работают.

Узнать подробнее

Список использованной литературы

1. Horvath, S., et al., An epigenetic clock analysis of race/ethnicity, sex, and coronary heart disease. Genome Biol, 2016;

2. Horvath, S., DNA methylation age of human tissues and cell types. Genome Biol, 2013;

3. Quach, A., et al., Epigenetic clock analysis of diet, exercise, education, and lifestyle factors. Aging (Albany NY), 2017;

4. Fahy, G.M., et al., Reversal of epigenetic aging and immunosenescent trends in humans. Aging Cell, 2019;

5. Wolf, E.J., et al., Accelerated DNA methylation age: Associations with PTSD and neural integrity. Psychoneuroendocrinology, 2016.