¿Qué nos hace envejecer? Unos nuevos “relojes” desarrollados por investigadores podrían ayudar a encontrar las respuestas. Los investigadores presentan una nueva forma de reloj epigenético: un modelo de aprendizaje automático que puede predecir la edad biológica basándose en la estructura del ADN. El nuevo modelo distingue entre las diferencias genéticas que ralentizan y aceleran el envejecimiento, predice la edad biológica y evalúa con mayor precisión las medidas antienvejecimiento. Los resultados se publicaron en Nature Aging.
Un modelo ayuda a predecir cómo promueven la longevidad distintas intervenciones
Los relojes anteriores estudiaban la relación entre los patrones de metilación y los rasgos que sabemos que se correlacionan con el envejecimiento, pero no nos dicen qué factores hacen que el cuerpo envejezca más rápido o más despacio. Investigadores del Brigham and Women’s Hospital, miembro fundador del Mass General Brigham Healthcare System, han desarrollado el primer reloj que distingue entre causa y efecto. Estos relojes distinguen entre los cambios que aceleran y contrarrestan el envejecimiento para predecir la edad biológica y evaluar la eficacia de las intervenciones antienvejecimiento.
Los investigadores del envejecimiento conocen desde hace tiempo la conexión entre la metilación del ADN -cambios en nuestra estructura genética que influyen en la función de los genes- y su influencia en el proceso de envejecimiento. En concreto, ciertas regiones de nuestro ADN, conocidas como sitios CpG, están más relacionadas con el envejecimiento. Los estilos de vida, como el tabaco y la dieta, influyen en la metilación del ADN, pero también en nuestra herencia genética, lo que explica por qué personas con estilos de vida similares pueden envejecer a ritmos diferentes. Los relojes epigenéticos existentes predicen la edad biológica (la edad real de nuestras células y no la cronológica) basándose en los patrones de metilación del ADN.
Sin embargo, hasta ahora no se ha distinguido entre las diferencias de metilación que causan el envejecimiento biológico y las que simplemente se correlacionan con el proceso de envejecimiento.
Utilizando un gran conjunto de datos genéticos, el primer autor, Kejun (Albert) Ying, estudiante de doctorado en el laboratorio de Gladyshev, realizó una aleatorización mendeliana de todo el epigenoma (EWMR), una técnica utilizada para aleatorizar datos y establecer la causalidad entre la estructura del ADN y los rasgos observables, en 20.509 sitios CpG causales para ocho rasgos relacionados con la edad. Los ocho rasgos relacionados con la edad incluían la esperanza de vida, la longevidad extrema (definida como la supervivencia por encima del percentil 90), la esperanza de salud (edad en la que aparece por primera vez una enfermedad grave relacionada con la edad), el índice de fragilidad (una medida de la fragilidad de una persona basada en la acumulación de déficits de salud a lo largo de su vida), la salud autoevaluada y tres medidas integrales relacionadas con la edad que incluyen los antecedentes familiares, el estatus socioeconómico y otros factores de salud.
Con estas características y los lugares del ADN asociados en mente, Ying creó tres modelos: CausAge, un reloj general que predice la edad biológica basándose en factores causales del ADN, y DamAge y AdaptAge, que sólo tienen en cuenta los cambios perjudiciales o protectores. A continuación, los investigadores analizaron muestras de sangre de 7.036 personas de entre 18 y 93 años de la cohorte Generation Scotland y, por último, entrenaron su modelo con datos de 2.664 personas de la cohorte. Con estos datos, los investigadores desarrollaron un mapa que muestra los sitios CpG humanos que causan envejecimiento biológico. Este mapa permite a los investigadores identificar biomarcadores causantes del envejecimiento y evaluar cómo distintas intervenciones fomentan la longevidad o aceleran el envejecimiento. Los científicos comprobaron la validez de sus relojes utilizando datos recogidos de 4.651 personas en el Framingham Heart Study y el Normative Aging Study. Descubrieron que DamAge se correlacionaba con resultados negativos, incluida la mortalidad, y AdaptAge con la longevidad, lo que sugiere que los daños relacionados con la edad contribuyen al riesgo de mortalidad, mientras que los cambios protectores en la metilación del ADN pueden contribuir a alargar la vida.
Nuevos avances en la investigación sobre el envejecimiento
A continuación, comprobaron la capacidad de los relojes para evaluar la edad biológica mediante la reprogramación de células madre (es decir, la transformación de células especializadas, como las de la piel, a un estado más joven y menos definido, permitiéndoles desarrollarse en distintos tipos celulares del organismo). Cuando se aplicaron los relojes a las células recién transformadas, DamAge disminuyó, lo que indica una reducción de los daños relacionados con la edad durante la reprogramación, mientras que AdaptAge no mostró ningún patrón particular.
Por último, el equipo comprobó el funcionamiento de los relojes en muestras biológicas de pacientes con diversas enfermedades crónicas, como cáncer e hipertensión, así como en muestras dañadas por estilos de vida como el tabaquismo. DamAge aumentó sistemáticamente en condiciones asociadas a daños relacionados con la edad, mientras que AdaptAge disminuyó, captando con eficacia las adaptaciones protectoras.
El envejecimiento es un proceso complejo y aún no está claro qué intervenciones actúan realmente contra él. El nuevo estudio representa un paso adelante en la investigación sobre el envejecimiento, ya que permite cuantificar la edad biológica con mayor precisión y evaluar la capacidad de nuevas intervenciones para aumentar la longevidad.