Científics descobreixen el rellotge que pot predir el ritme al qual envellim i el risc de morir

L'edat es mesura en anys, però no tothom envelleix de la mateixa manera. El ritme biològic de les cèl·lules es pot veure alterat, aturat i reiniciat segons la salut i l'entorn de cada individu. Hi ha diferents mecanismes per calcular el deteriorament cel·lular, que marca l'envelliment millor que els aniversaris. Un estudi publicat a Nature ha desenvolupat un potent rellotge molecular a partir de dades sobre l'activitat genètica de milers d'individus. Aquest rellotge pot predir l'envelliment biològic en rosegadors, micos i humans, i el temps fins a la mort en persones.

L'equip científic ha analitzat més d'11.000 transcriptomes procedents de més de 25 teixits de ratolí, rata, macaco i humà. Un transcriptoma és el conjunt de totes les molècules d'ARN presents en una cèl·lula, és a dir, es tracta del registre de l'activitat genètica. L'estudi va descobrir que els marcadors cel·lulars de l'envelliment es van conservar entre espècies i tipus cel·lulars. Això significa que les signatures dels transcriptomes serveixen com a indicadors de l'envelliment i la mortalitat en mamífers. Si bé encara no està llest per a aplicacions mèdiques, aquest rellotge podria resultar molt útil per als biòlegs interessats a descobrir quins fàrmacs o canvis en l'estil de vida podrien mitigar els efectes de l'envelliment en l'organisme.

El paper de l'envelliment en la salut

L'envelliment és el principal factor de risc per a la majoria de les malalties cròniques, des del càncer fins a les malalties cardiovasculars i neurodegeneratives. No obstant això, només comprenem parcialment els seus mecanismes cel·lulars i moleculars", indica Ana Guerrero, investigadora de l'Institut de Neurociències a la Universitat de Barcelona (UB), en declaracions a l'SMC Espanya. "Aquest estudi suposa un avanç important en integrar anàlisis transcriptòmiques de més d'11.000 mostres en diferents òrgans i espècies de mamífers, juntament amb dades experimentals i anàlisis bioinformàtiques a gran escala". El resultat és un "possible rellotge molecular de l'envelliment i de l'esperança de vida", afegeix la científica, que no ha participat en la investigació.

Ana Guerrero, investigadora de l'Institut de Neurociències: "L'envelliment és el principal factor de risc per a la majoria de les malalties cròniques"

“El notable augment de l'esperança de vida que ha experimentat la humanitat en l'últim segle ha convertit l'envelliment en el principal factor de risc de nombroses patologies”, coincideix Víctor Celemín, investigador del departament de Bioquímica i Biología Molecular de la Universitat d'Oviedo, que tampoc ha participat en l'estudi. Per aquesta raó, “el desenvolupament d'eines que permetin quantificar el deteriorament biològic de l'organisme i avaluar geroteràpies que aconsegueixin alentir alguns dels processos biològics associats a la vellesa podria tenir un impacte decisiu en la prevenció i el tractament d'aquestes patologies”, afegeix a SMC Espanya.

Rellotges moleculars per calcular l'edat biològica

Investigacions anteriors han desenvolupat diferents rellotges moleculars que avaluen l'envelliment biològic, en concret, el deteriorament de l'organisme amb el pas del temps. Aquests marcadors es basen en diferents paràmetres. Per exemple, la composició de metabòlits o proteïnes a la sang, escàners cerebrals o la presència de grups químics en l'ADN que poden afectar l'activitat genètica -el que es coneix com metilació -. Aquest últim tipus de paràmetre s'utilitza en els anomenats rellotges epigenètics, que solen ser els més precisos i també els més utilitzats, però presenten certes limitacions.

Els rellotges epigenètics són difícils d'interpretar perquè se sap poc sobre les modificacions biològiques que provoquen canvis en la metilació, explica en un comunicat João Pedro de Magalhães, biòleg de la Universitat de Birmingham especialitzat en la genètica de l'envelliment i que no va participar en l'estudi. "Sabem que es correlaciona amb l'edat cronològica i amb la mortalitat ", diu Magalhães. "Però no entenem del tot què és el que mesura aquest rellotge".

Mirar les cèl·lules per predir la mort

Per desenvolupar un rellotge biològic més precís, els autors van analitzar l'activitat genètica en lloc de les marques químiques en l'ADN. Els gens l'activitat dels quals augmenta o disminueix amb l'edat podrien proporcionar informació sobre les vies i els processos biològics que influeixen en l'envelliment.

L'equip va descobrir que molts senyals de l'envelliment eren comuns tant a diferents teixits dins d'una mateixa espècie com entre espècies. "Compartim canvis relacionats amb l'envelliment que són fonamentals i es conserven", afirma Alexander Tyshkovskiy, coautor de l'estudi i biòleg computacional del Brigham and Women's Hospital de Boston. En humans, aquests rellotges biològics també van predir el moment de la mort per qualsevol causa entre els participants d'un ampli estudi sobre la salut cardíaca.

Els rellotges biològics s'acceleraven o desacceleraven en resposta a factors que influeixen en l'envelliment i l'esperança de vida, com l'exposició a la radiació gamma, les malalties cròniques i la connexió del sistema circulatori d'un animal vell amb el d'un de més jove. Això significa que els nous rellotges podrien ser més sensibles que els rellotges epigenètics habituals, que responen més lentament i podrien no captar l'impacte dels canvis ambientals, explica Tyshkovskiy.

Futures aplicacions clíniques

Les troballes no són intranscendents. Aquests biomarcadors poden servir en el desenvolupament de teràpies per a patologies que es vegin agreujades pel dany cel·lular. "Aquestes troballes podrien tenir aplicacions rellevants en medicina preventiva, permetent identificar de forma més primerenca a persones amb major risc de desenvolupar malalties associades a l'edat i refinar el seu seguiment clínic", considera Ana Guerrero. "També podrien ajudar a resoldre un dels grans reptes del camp: l'absència de biomarcadors fiables per avaluar l'eficàcia de les teràpies antienvelliment en humans. Aquest estudi aporta candidats prometedors en aquesta direcció", abunda.

La investigadora de la UB adverteix, però, que “els resultats s'han d'interpretar amb cautela”. Igual que amb altres rellotges biològics, els investigadors encara no saben si els canvis que detecten són la causa o la conseqüència de l'envelliment. Tampoc està clar si els rellotges capturen informació específica sobre el deteriorament cel·lular o si revelen canvis més generals en la salut d'una persona.

Són diversos els obstacles als quals el nou rellotge molecular haurà de fer front abans de poder tenir una aplicació clínica, però les troballes donen un nou pas en l'estudi de l'edat biològica i el seu paper en les patologies. "Aquest estudi representa una aportació sòlida que reforça la importància de quantificar l'envelliment biològic i consolida el paper dels rellotges d'envelliment com a eines de referència en aquest camp", conclou Víctor Celemín.