Tutti invecchiamo e moriamo, ma non sappiamo ancora perché. Dieta, esercizio e stress influiscono tutti sulla durata della nostra vita, ma i processi sottostanti che guidano l'invecchiamento rimangono un mistero. Spesso misuriamo l'età contando i nostri anni dalla nascita, eppure le nostre cellule non sanno nulla del tempo cronologico:i nostri organi e tessuti possono invecchiare più rapidamente o lentamente indipendentemente da ciò che ci aspetteremmo dal conteggio del numero di orbite che facciamo intorno al sole.

Per questo motivo, molti scienziati cercano di sviluppare metodi per misurare l'"età biologica" delle nostre cellule, che può essere diversa dalla nostra età cronologica. In teoria, tali biomarcatori dell'invecchiamento potrebbero fornire una misura della salute che potrebbe rivoluzionare il modo in cui pratichiamo la medicina.

Gli individui potrebbero utilizzare un biomarcatore dell'invecchiamento per tracciare la propria età biologica nel tempo, misurare l'effetto di dieta, esercizio fisico e farmaci e prevederne gli effetti per prolungare la durata della vita o migliorare la qualità della vita. I farmaci potrebbero essere progettati e identificati in base al loro effetto sull'età biologica. In altre parole, potremmo iniziare a curare l'invecchiamento stesso.

Tuttavia, fino ad oggi non è stato convalidato alcun test accurato e altamente predittivo per l'età biologica. In parte, questo è perché non sappiamo ancora cosa causa l'invecchiamento e quindi non possiamo misurarlo. I progressi definitivi nel campo richiederanno la convalida dei biomarcatori per tutta la vita di un paziente, un'impresa poco pratica data l'aspettativa di vita umana.

Per comprendere le componenti irriducibili dell'invecchiamento e come queste possono essere misurate e testate, i ricercatori si rivolgono agli animali da laboratorio. A differenza degli esseri umani, il nematode C. elegans vive in media due settimane, facilitando la raccolta di dati comportamentali e sulla durata della vita che altrimenti richiederebbero secoli.

Il nematode C. elegans inizia l'età adulta esplorando vigorosamente il loro ambiente. Nel tempo, rallentano e smettono di gattonare, una fase comportamentale nota come cessazione del movimento vigoroso (VMC). VMC è un biomarcatore dell'invecchiamento e un proxy per la salute dei nematodi.

Studi su nematodi geneticamente identici hanno dimostrato che è un potente predittore della durata della vita di un verme, ma allo stesso tempo, gli interventi progettati per alterare l'invecchiamento possono influenzare in modo sproporzionato il VMC rispetto alla durata della vita e viceversa. I ricercatori del Center for Genomic Regulation (CRG) di Barcellona cercano di capire perché questo accade e cosa significa per il processo di invecchiamento negli esseri umani.

Un team guidato dal Dr. Nicholas Stroustrup, Group Leader presso il programma di ricerca Systems Biology del CRG, ha sviluppato la "Lifespan Machine", un dispositivo in grado di seguire la vita e la morte di decine di migliaia di nematodi contemporaneamente. I vermi vivono in una capsula di Petri sotto l'occhio vigile di uno scanner che controlla le loro intere vite. Immaginando i nematodi una volta all'ora per mesi, il dispositivo raccoglie dati con una risoluzione e una scala statistica senza precedenti.

Descrivendo i loro risultati nella rivista PLOS Computational Biology , il team di ricerca ha scoperto che i nematodi hanno almeno due processi di invecchiamento parzialmente indipendenti che si verificano contemporaneamente, uno che determina il VMC e l'altro determina l'ora della morte.

Sebbene entrambi i processi seguano traiettorie diverse, i loro tassi sono correlati tra loro, in altre parole, negli individui per i quali il VMC si è verificato a un ritmo accelerato, così come l'ora della morte e viceversa. In altre parole, lo studio ha rivelato che ogni singolo nematode ha almeno due età biologiche distinte.

I ricercatori hanno fatto la scoperta costruendo uno strumento genetico che consente loro di controllare il tasso di invecchiamento dei nematodi, scegliendo in modo efficace una durata media della vita per la popolazione che può variare da due settimane a pochi giorni. Lo strumento funziona contrassegnando l'RNA polimerasi II, l'enzima che produce l'mRNA, con una piccola molecola. I vermi sono stati alimentati con diverse quantità dell'ormone auxina, che controlla finemente l'attività dell'RNA polimerasi II, che a sua volta cambia la loro durata.

Gli esseri umani sono più grandi e, per molti versi, più complessi dei nematodi, quindi è probabile che abbiano un numero ancora maggiore di età biologiche distinte rispetto ai nematodi. Complessivamente, lo studio dimostra come processi di invecchiamento multipli, per lo più indipendenti, possano lavorare in tandem per far invecchiare diverse parti dell'animale a ritmi diversi. I risultati mettono in discussione il concetto secondo cui gli animali hanno un'unica misura unitaria dell'età biologica che può essere indicativa della salute generale di un individuo.

I ricercatori hanno anche scoperto che, indipendentemente dalle mutazioni e dagli interventi che alterano la durata della vita, hanno dato ai nematodi, la correlazione statistica tra le diverse età biologiche è rimasta costante.

Ciò suggerisce l'esistenza di una catena di comando invisibile, o struttura gerarchica, che regola i processi di invecchiamento del verme, i cui meccanismi devono ancora essere scoperti. Ciò significa che, mentre i processi di invecchiamento possono essere indipendenti, è anche vero che alcuni individui sono "agers veloci" e altri "agers lenti", in quanto molti dei loro processi di invecchiamento si muovono in modo simile più velocemente o più lentamente dei loro coetanei.

Lo studio mette in discussione un presupposto cruciale dei biomarcatori dell'invecchiamento, che quando interventi come l'esercizio o la dieta "ringiovaniscono" un biomarcatore, è un buon segno che la biologia sottostante dell'invecchiamento è cambiata in modo simile.

"Il nostro modello mostra che i biomarcatori possono essere banalmente disaccoppiati dai risultati perché misurano un processo di invecchiamento che non è direttamente coinvolto nel risultato ma semplicemente è correlato ad esso in un sistema di processi gerarchici", spiega il dott. Stroustrup. "In parole povere, solo perché due parti di un individuo tendono a correlare la loro età biologica tra gli individui, non significa che una causi l'altra, o che sia probabile che coinvolgano meccanismi di invecchiamento condivisi".

I risultati hanno implicazioni per i consumatori che vengono offerti prodotti commerciali che valutano la loro età biologica. I test sull'età biologica utilizzano pannelli di biomarcatori che si presume siano significativamente diversi. Questi possono misurare mille parti diverse di un individuo, ma quelle parti potrebbero essere tutte confuse in modo identico.

Secondo il Dr. Stroustrup, la soluzione sta nel trovare biomarcatori che misurano processi di invecchiamento distinti e interagenti che sono anche minimamente correlati tra loro. "I biomarcatori utilizzati per valutare l'età biologica possono essere modificati senza trasformare effettivamente un 'invecchiamento rapido' in un 'invecchiamento lento'. I ricercatori dovrebbero concentrarsi sulla misurazione dell'effetto degli interventi sui risultati funzionali piuttosto che presumere che i cambiamenti nei biomarcatori prevedano i risultati in modo diretto ”, conclude. + Esplora ulteriormente

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