חוקרים ב-Weill Cornell Medicine וחברת האפיגנטיה TruDiagnostic חשפו סמני DNA הקשורים לרטרו-אלמנטים, שרידים של חומר גנטי ויראלי עתיק, בגנים שלנו, הפועלים כשעונים אפיגנטיים מדויקים ביותר המנבאים גיל כרונולוגי. התוצאות תומכות ברעיון שרכיבים רטרו-אלמנטים מסוימים בגנום האנושי עשויים להיות מעורבים בהזדקנות.
ידוע כי רטרו-אלמנטים משפיעים על ויסות גנים, ביטוי גנים, יציבות גנומית ומסלול של מחלות אנושיות שונות, אך הפוטנציאל שלהם כסמנים ביולוגיים להזדקנות לא נחקר ברובו.
המחקר, שפורסם ב-2 באוגוסט ב תא מזדקןהגיע למסקנה ששעוני רטרו-אלמנטים אלו המשובצים בגנום האנושי לוכדים אותות ייחודיים של הזדקנות שלא זוהו קודם לכן על ידי שעונים אחרים המודדים גיל כרונולוגי. רוב השעונים המזדקנים מעריכים את גילו הביולוגי של אדם על סמך דפוסים של סמנים אפיגנטיים-;תגים כימיים הנקראים קבוצות מתיל המחוברות ל-DNA ומשפיעות על אופן ביטוי הגנים. נראה שהדפוס של מתילציה על רטרו-אלמנטים משתנה ככל שאנשים מזדקנים, מה שגורם לגנים מסוימים להיות פעילים יותר, מה שעלול להוביל לאי יציבות גנומית, דלקת ומחלות הקשורות לגיל.
הזדקנות היא תהליך מורכב המושפע מגורמים גנטיים, סביבתיים ואפיגנטיים, כאשר חוקרים רודפים אחרי סמנים אמינים שיכולים לחזות גיל ביולוגי – תמונת מצב של גילו של אדם ברמה הביוכימית המשפיעה על הבריאות והרווחה הכללית. מצד שני, גיל כרונולוגי מייצג את מספר השנים שאדם חי. תלוי באדם, ייתכן שהשניים לא מתואמים.
בניית שעון מזדקן המבוסס על רטרו-אלמנטים
החוקרים השתמשו במודל למידת מכונה של TruDiagnostic כדי לנתח נתונים אפיגנטיים מ-12,670 אנשים בגילאים הנעים בין 12 ל-100. באמצעות דפוסי מתילציה של DNA שהתקבלו של רטרו-אלמנטים, במיוחד רטרו-וירוס אנדוגני אנושי (HERV) ואלמנטים גרעיניים (LINEs), הם פיתחו. שעון רטרו-אלמנט-עידן מורכב בשם "Retro-Age".
כעת, עם רטרו-אייג', יש לנו תובנה גדולה יותר ופרספקטיבה חדשה לתהליך ההזדקנות וכלי בעל פוטנציאל רב עוצמה לניבוי גיל ביולוגי."
ד"ר Lishomwa Ndhlovu, הפרופסור המוכר לרפואה של הרברט ג'יי ואן ל. סיגל ופרופסור לאימונולוגיה ברפואה בחטיבה למחלות זיהומיות ב-Will Cornell Medicine, המחבר הראשון
החוקרים מצאו כי השעון הרטרו-אייג'י נשאר מדויק בעת בדיקת רקמות אנושיות שונות, השלים את השעונים האפיגנטיים הקיימים ואף התרחב למינים אחרים של יונקים. הממצאים שלהם מצביעים על האפשרות שפעילות רטרו-אלמנט עשויה להיות היבט בסיסי של הזדקנות על פני מינים שונים.
החזרת השעון לאחור – השפעת גורמים סביבתיים
החוקרים מצאו גם שדפוסי המתילציה של ה-DNA שהם צפו לא רק מנבאים את הגיל אלא גם מגיבים לגורמים חיצוניים כמו טיפול אנטי-רטרו-ויראלי שנלקח על ידי אנשים החיים עם HIV. זיהום ב-HIV מאיץ את ההזדקנות האפיגנטית, בעוד שטיפול אנטי-רטרו-ויראלי הופך את השעון במידה מסוימת. זה מצביע על כך שפעילות הרטרו-אלמנט מושפעת הן מהזיהום והן מהטיפול בו, ומשפיעה על תהליך ההזדקנות הביולוגי אצל אנשים החיים עם HIV.
"ההפעלה מחדש של רטרו-אלמנטים ספציפיים עולה עם הגיל, ועלולה להוביל לסימני היכר ביולוגיים של הזדקנות כמו דלקת, הזדקנות תאית וחוסר יציבות גנומית", אמר המחבר המקביל ד"ר מייקל קורלי, עוזר פרופסור לאימונולוגיה ברפואה באגף למחלות זיהומיות ב-Will Cornell Medicine. "הממצאים שלנו מצביעים על כך ששעוני רטרו-אלמנט לוכדים היבטים שלא זוהו בעבר של הזדקנות ביולוגית ועשויים לפתוח את הדלת לטיפולים עתידיים במצבים אלו ואחרים הקשורים לגיל."
ניטור הפעילות של רטרו-אלמנטים יכול לעזור לעקוב אחר היעילות של טיפולי אנטי-אייג'ינג, תוצאות בריאותיות באוכלוסיות מזדקנות והשפעת שינויים באורח החיים על ההזדקנות הביולוגית, אמרו החוקרים.
דרס. Ndhlovu ו-Corley מתכננים לחקור טיפולים חדשים או התערבויות טיפוליות למחלות הקשורות לגיל על ידי מיקוד למצבים האפיגנטיים של רטרו-אלמנטים ספציפיים בגנום האנושי. גישה זו, הם ציינו, עשויה בסופו של דבר להפוך או למתן את ההשפעות הביולוגיות של ההזדקנות, ולשפר את תוחלת הבריאות ותוחלת החיים של האדם.
