Білкові біомаркери дозволяють помітити органи, що швидко старіють
Хронологічний вік який завжди відповідає біологічному. Старіння може погіршувати структуру та функції органів, що збільшує ризик розвитку більшості хронічних хвороб. Хоча є багато методів, за допомогою яких можна оцінити біологічне старіння, більшість їх оцінюють тіло і організм в цілому, не враховуючи інформацію про вік окремих органів. Дослідники зі Стенфордського медичного університету використовували модель машинного навчання для аналізу крові, щоб оцінити біологічний, а не хронологічний вік окремих органів. Це дієвий спосіб передбачити ризик розвитку у зовні здорової людини таких захворювань, як серцева недостатність, хвороба Альцгеймера та діабет, що може призвести до більш раннього лікування.
Вчені провели дослідження, під час якого було виявлено білкові біомаркери, що вказують на біологічний вік органу. Дослідники вивчили 11 органів та тканин: серце, легені, мозок, нирки, печінку, підшлункову залозу, кишечник, м'язи, жир, імунну систему та кровоносні судини. Усього вони виміряли 4979 білків у 5676 дорослих віком від 20 до 90 років і відзначили білки, гени яких експресувалися як мінімум у чотири рази більше у певному органі, ніж у будь-якому іншому. Зі всіх виміряних білків цьому визначенню відповідали 856 (17,9%).
Алгоритм машинного навчання був навчений оцінювати хронологічний вік 11 органів, використовуючи як вхідні дані ці високоекспресовані білки. В рамках дослідження було створено дві моделі: «організмна» з використанням неспецифічних для органів білків плазми та «звичайна» з використанням усіх білків незалежно від специфічності. Це дозволило порівняти вплив кожного органу на загальний вік. Для кожної людини алгоритм визначав "розрив у віці" - показник біологічного віку цієї людини в порівнянні з однолітками того ж віку. Попередні дослідження виявили зв'язок між віковими відмінностями та ризиком смертності.
Дослідники помітили, що з однаковою умовною різницею у віці мали різні профілі старіння органів, причому в деяких людей спостерігалося надмірне старіння однієї чи кількох органів проти загальної популяцією.
У 18,4% людей у віці 50 років і старше принаймні один орган старішав значно швидше, ніж у інших. Ці люди наражаються на підвищений ризик захворювання цього конкретного органу в найближчі 15 років.
Наявність одного органу з прискореним старінням пов'язана з підвищеним ризиком смертності на 20-50%. Хоча тільки у 1,7% людей спостерігалося різке старіння органів, ризик смертності у них був аж у 6,5 разів вищим, ніж у людей без будь-якого явно старіючого органу.
Що стосується конкретних органів, у людей із прискореним старінням серця ризик серцевої недостатності збільшився на 250%, а також спостерігався підвищений ризик серцевого нападу та фібриляції передсердь. Збільшення різниці у віці мозку збільшило ризик клінічно значущого зниження когнітивних функцій на 34% протягом п'яти років. Прискорене старіння мозку та судин передбачає прогресування хвороби Альцгеймера так само ефективно, як рівень тау-білка – нинішнього біомаркера хвороби в крові. Також було виявлено сильний зв'язок старіння нирок з гіпертонією та діабетом.
Виявлення органів, які швидко старіють у зовні здорових людей, означає ранній початок їхнього лікування. А ідентифікація білків, які вказують на надмірне старіння певного органу та пов'язаний із ним ризик захворювань, допоможе розробляти таргетні препарати. Цей підхід є мінімально інвазивним і потребує лише невеликого зразка крові. Його можна застосовувати для прогнозування наслідків медичних втручань, таких як зміна способу життя та медикаментозна терапія, на рівні органів.