Istraživači u Veill Cornell Medicine i epigenetičkoj kompaniji TruDiagnostic otkrili su DNK markere povezane sa retroelementima, ostatke drevnog virusnog genetskog materijala u našim genima koji deluju kao visoko precizni epigenetski satovi koji predviđaju hronološko doba. Rezultati podržavaju ideju da određeni retroelementi u ljudskom genomu mogu biti uključeni u starenje.
Poznato je da retroelementi utiču na regulaciju gena, ekspresiju gena, genomsku stabilnost i putanju različitih ljudskih bolesti, ali njihov potencijal kao biomarkera za starenje bio je uglavnom neistražen.
Studija, objavljena u Aging Cell, zaključila je da ovi retroelementni satovi ugrađeni u ljudski genom hvataju jedinstvene signale starenja koje drugi satovi koji mere hronološko doba ranije nisu prepoznali.
Većina satova za starenje procenjuje biološku starost osobe na osnovu obrazaca epigenetskih markera — hemijskih oznaka zvanih metil grupe koje su vezane za DNK i utiču na to kako se geni eksprimiraju. Čini se da se obrazac metilacije na retroelementima menja kako ljudi stare, što dovodi do toga da neki geni budu aktivniji, što može dovesti do genomske nestabilnosti, upale i bolesti povezanih sa starenjem.
Starenje je složen proces na koji utiču genetski, ekološki i epigenetski faktori, pri čemu istraživači traže pouzdane markere koji mogu predvideti biološku starost – snimak starosti osobe na biohemijskom nivou koji utiče na zdravlje i opšte blagostanje. S druge strane, hronološka starost predstavlja broj godina koje je osoba živela. U zavisnosti od pojedinca, ovo dvoje možda neće biti u korelaciji.
Istraživači su koristili model mašinskog učenja od TruDiagnostic-a da analiziraju epigenetske podatke od 12.670 pojedinaca starosti od 12 do 100 godina. Koristeći rezultujuće obrasce metilacije DNK retroelemenata, posebno humanog endogenog retrovirusa (HERV) i dugo isprepletenih nuklearnih elemenata (LINE), razvili su kompozitni sat retroelementnog doba pod nazivom „Retro-Age“.
„Sada, sa Retro-Ageom, imamo bolji uvid i svežu perspektivu u proces starenja i potencijalno moćan alat za predviđanje biološke starosti“, rekao je prvi autor dr Lišomva Ndhlovu, uvaženi profesor Herberta J. i Ann L. Siegel medicine i profesor imunologije u medicini na Odseku za infektivne bolesti na Veill Cornell Medicine.
Istraživači su otkrili da je Retro-Age sat ostao tačan kada je testirao različita ljudska tkiva, dopunio postojeće epigenetske satove i čak se proširio na druge vrste sisara. Njihovi nalazi ukazuju na mogućnost da aktivnost retroelementa može biti fundamentalni aspekt starenja kod različitih vrsta.
Istraživači su takođe otkrili da obrasci metilacije DNK koje su primetili ne samo da predviđaju starost, već i reaguju na spoljne faktore kao što je antiretrovirusna terapija koju uzimaju ljudi koji žive sa HIV-om. HIV infekcija ubrzava epigenetsko starenje, dok se čini da antiretrovirusna terapija donekle preokreće sat. Ovo sugeriše da na aktivnost retroelementa utiču i infekcija i njen tretman, utičući na proces biološkog starenja kod ljudi koji žive sa HIV-om.
„Reaktivacija specifičnih retroelemenata se povećava sa godinama, što potencijalno dovodi do bioloških obeležja starenja kao što su zapaljenje, ćelijsko starenje i genomska nestabilnost,“ rekao je odgovarajući autor dr Majkl Korli, docent imunologije u medicini na Odeljenju za infektivne bolesti u Veill-u. Cornell Medicine.
„Naši nalazi pokazuju da retroelement satovi hvataju ranije neotkrivene aspekte biološkog starenja i mogu otvoriti vrata budućim tretmanima za ova i druga stanja povezana sa starenjem.“
Praćenje aktivnosti retroelemenata moglo bi pomoći u praćenju efikasnosti terapija protiv starenja, zdravstvenih ishoda kod starenja stanovništva i uticaja promena načina života na biološko starenje, rekli su istraživači.
Dr. Ndhlovu i Corlei planiraju da istraže nove tretmane ili terapijske intervencije za bolesti povezane sa uzrastom ciljajući na epigenetska stanja specifičnih retroelemenata u ljudskom genomu. Ovaj pristup, primetili su, može na kraju da preokrene ili ublaži biološke efekte starenja, poboljšavajući zdravstveni vek i životni vek pojedinca.
