Choć kalendarz przypomina nam, że stajemy się coraz starsi, to nie odzwierciedla on wiernie naszego wieku biologicznego. Istnieją przecież dziarscy i samodzielni 80-latkowie, a także schorowani i osłabieni 60-latkowie. Zatem od czego zależy przebieg biologicznego starzenia się? Na to pytanie postanowił odpowiedzieć zespół naukowców ze Stanford University School of Medicine i Buck Institute for Research on Aging w Stanach Zjednoczonych, współpracujący w ramach projektu Stanford 1000 Immunomes. Wyniki jego pracy zostały opublikowane w czasopiśmie “Nature Aging”.

Punktem wyjściowym badań naukowców była zależność między postępem starzenia się a wydajnością układu odpornościowego. Ten układ jest złożony z precyzyjnie współgrających ze sobą komórek i wydzielanych przez nie substancji chemicznych, które pomagają nam radzić sobie z zagrożeniami takimi jak zranienia bądź infekcje. Reakcja układu odpornościowego zwana “ostrym stanem zapalnym” przebiega szybko i intensywniem, a jej rozległość ogranicza się do miejsca interwencji. Ostry stan zapalny zazwyczaj wykonuje zadanie i znika.

Istnieje także drugi typ stanu zapalnego – “przewlekły stan zapalny”, który trwa dłużej i nie ogranicza się do miejsca zranienia. Dotyczy on wszystkich narządów ciała i zwiększa podatność organizmu na zachorowania – m. in. na nowotwór, zawał mięśnia sercowego lub udar mózgu. Ten typ stanu zapalnego występuje znacznie częściej u starszych osób niż u młodych. Jednak do tej pory nie opracowano sposobu precyzyjnego pomiaru stanu układu odpornościowego w sposób, który pozwoliłby przewidzieć wystąpienie problemów zdrowotnych i wskazać właściwą metodę prewencji bądź terapii. Właśnie to postanowili zmienić autorzy projektu Stanford 1000 Immunomes.

Na potrzeby pierwszego etapu badania naukowcy pobrali próbki krwi od 1001 ochotników w wieku od 8 do 96 lat. Następnie próbki zostały poddane procedurom, które umożliwiły określenie poziomu cytokin – ważnych białek układu odpornościowego.Zmierzono aktywność licznych typów komórek odpornościowych oraz ich odpowiedź na różne bodźce. Udało się też ujawnić przebieg ekspresji tysięcy genów w każdej z tych komórek. Wreszcie algorytm sztucznej inteligencji, zaprogramowany specjalnie na potrzeby tego badania, skonstruował na podstawie tych danych wskaźnik, który naukowcy nazwali “zegarem odporności”.

W kolejnych etapach badania naukowcy weryfikowali skuteczność zegara odporności w przewidywaniu postępu starzenia się oraz występowania związanych z tym chorób. W tym celu sprawdzili stan zdrowia niemal 30 uczestników projektu, których próbki krwi zostały pobrane 7 lat wcześniej, a którzy obecnie mieli ponad 65 lat. Wzięli pod uwagę m. in sprawność motoryczną, samodzielność oraz samopoczucie. Analiza zebranych danych ujawniła, że wskaźnik zegara odporności trafniej przewidywał postęp starzenia się niż wiek biologiczny.

Badacze potwierdzili więc, że u osób starszych zegar odporności skutecznie określa podatność na choroby. Postanowili jednak poddać go kolejnej próbie – w tym celu pobrali próbki krwi od 29 wyjątkowych, bo ponad 100-letnich osób, które cieszyły się doskonałym zdrowiem. Następnie zmierzyli ich wiek zegarem odporności i porównali go ze wskaźnikiem osób w wieku od 50 do 79 lat. Wyniki wykazały, że fenomenalna długowieczność istotnie ma związek ze stanem układu immunologicznego. Otóż w populacji stulatków zegar odporności określił ich wiek na średnio 40 lat mniej niż kalendarz. W przypadku jednego z badanych, mężczyzny w wieku 105 lat, wiek określony zegarem odporności wyniósł zaledwie 25 lat! Natomiast u pozostałych osób starszych (w wieku od 50 do 79 lat) wskaźniki wieku biologicznego i zegara odporności były do siebie zbliżone.

Zegar odporności opisuje więc stan układu immunologicznego, co przekłada się na wierny obraz starości – w jej blaskach i cieniach. Ma także dodatkowe zastosowanie – może określić prawdopodobieństwo wystąpienia chorób serca. Otóż kluczowym komponenetem zegaru odporności jest cytokina CXCL9, która występuje w komórkach budujących ściany naczyń krwionośnych i której poziom we krwi wzrasta znacząco po 60. roku życia. Naukowcy zweryfikowali to zastosowanie zegara odporności w ostatnim etapie badania. Wzięło w nim udział 97 nowych uczestników w wieku od 25 do 90 lat, cieszących się doskonałym zdrowiem. Zostali oni poddani baterii testów wykrywających najsubtelniejsze oznaki zaburzeń pracy układu sercowo-naczyniowego. Wyniki ujawniły zależność między wysokim poziomem cytokiny CXCL9 a sztywnością naczyń tętniczych oraz zgrubieniem ściany lewej komory serca.

Zespół naukowców skonstruował wskaźnik starzenia się, który wskazuje wiek dokładniej niż kalendarz. Pozwala bowiem w oparciu o stan układu odpornościowego przewidzieć osłabienie sił witalnych oraz wystąpienie chorób serca. Wniosek z ich badań brzmi: mamy tyle lat, ile ma nasz układ odpornościowy.

 

NK

Bibliografia:
Sayed, N. et al. An inflammatory aging clock (iAge) based on deep learning tracks multimorbidity, immunosenescence, frailty and cardiovascular aging. Nat Aging 1, 2021

Dodaj komentarz