Оценка на биологичната възраст, т.е. дали стареенето е обратимо
Нашата възраст е лесна стойност за изчисляване от нашата дата на раждане, но често е необходимо да се оцени нечия възраст въз основа на някакъв друг параметър.
Такъв може да бъде случаят, например, когато се опитвате да получите информация за извършителя от биологични останки от нарушител, сред които възрастта може да бъде важна.
Известно е също така, че в допълнение към нашата действителна календарна хронологична възраст има и така наречената биологична възраст и двете стойности могат да се различават една от друга.
Биологичната възраст е от голямо значение за здравето, тъй като тя е тясно свързана с появата на свързани с възрастта заболявания (напр. Атеросклероза, сърдечно-съдови заболявания, диабет тип 2, болест на Алцхаймер и Паркинсон, някои тумори и др.).
Въпросът е дали има биомаркер, с който можем да оценим възрастта и биологичната възраст относително точно.?
Стареенето е интензивно изследван процес и вече са предложени няколко биомаркера за оценка на възрастта. Може би най-точният от тях е Epigenetics Clock, разработен от Steve Horvath от университета UCLA в Калифорния, и поради това се нарича още Horvath’s Clock.
В епигенетиката не се изследва точния състав на гените, а други модификации и процеси, които влияят върху тяхната функция. Тези промени в въздействието върху околната среда, често програмирани с възрастта, понякога се случват произволно.
От модификациите ДНК метилирането е най-важно за епигенетичния часовник.
Когато регулаторната област на гена се метилира, това обикновено води до заглушаване на гена.
ДНК се метилира главно на така наречените CpG острови, т.е. места, където гуанинът се намира след цитозин, и това се повтаря многократно (например ... CGCGCGCGCGCG ...). В нашия геном има 28 милиона такива CpG острови.
Роден във Франкфурт математик и биостатист Стив Хорват успя да идентифицира 353 острова CpG, чийто модел на метилиране беше силно корелиран с възрастта. За тази цел той разработи алгоритъм, който може изненадващо точно да определи възрастта чрез определяне на модела на метилиране на 353 острова CpG, а последващите проучвания показват, че той е по-корелиран с хронологичната възраст, отколкото всеки биомаркер (например дължина на теломера), разработен за оценка на възрастта . Въз основа на изследването се оказа, че епигенетичният часовник или часовникът Horvath, разработен по този начин, корелира не само с хронологичната, но и с биологичната възраст и вероятно е подходящ дори за оценка на последната.
Откритието е интересно по няколко начина и е довело до редица важни и дори неочаквани открития.
Епигенетичната възраст в нулева ембрионална възраст и след това се увеличава пропорционално на възрастта, макар и не линейно, също корелира добре с клетъчното делене в клетъчните култури, в зависимост от генетичния запас, т.е. скоростта на епигенетичните промени е наследствена характеристика. Промяната в модела на метилиране пропорционално на стареенето е много бърза през първата година от живота, след това се забавя непрекъснато и е приблизително. Става дори след 20-годишна възраст. Всеки с този процес, по-бавен от средното, е по-млад от своята хронологична възраст и по-бърз от биологичната си възраст е по-висок от своята хронологична възраст. Чрез изследване на три различни етнически популации може да се докаже, че продължителността на живота може да се изчисли и с епигенетичния часовник.
Най-простото определяне е от кръвта, когато се изследва моделът на метилиране на белите кръвни клетки,
но часовникът Horvath е разработен от общо 8000 проби въз основа на данни за метилиране от 51 различни здрави тъкани и клетки.
Основната сила на метода е, че едни и същи данни и един и същ алгоритъм трябва да се прилагат към всички тъкани и органи. Епигенетичният часовник може да определи възрастта на дадена тъкан със средна грешка от 3,6 години, което е по-точно от всеки предишен метод.
Доказано е също така, че повечето органи в тялото стареят координирано, но имаме органи, които стареят малко по-бързо или по-бавно. От човешките органи женските гърди остаряват по-бързо от средното, а малкият мозък по-бавно от средното въз основа на епигенетичния часовник. Освен това има хора, чиито органи стареят по-бързо от средното. Органите с по-бързо стареене са по-склонни да остареят с възрастта и тези с по-бързи епигенетични часове, по-кратка, по-дълга продължителност на живота и по-ранно или по-късно поява на свързани с възрастта заболявания.