Ускоренное старение отдельных органов повышает риски заболеваний

Исследования на животных продемонстрировали, что скорость старения отдельных организмов различается, как и отдельных органов. До сих пор не было до конца понятно, справедливо ли это и для человека, и как это может быть связано с заболеваниями. Большая часть способов измерить старение дает единое значение для всего тела. Исследователи из США предположили, что для оценки старения отдельных органов можно использовать специфичные для этих органов белки плазмы крови.

Чтобы проверить это предположение, авторы измерили 4979 белков 5676 человек из пяти независимых когорт и картировали специфичный для отдельных органов протеом плазмы. Эти данные они использовали, чтобы натренировать модели старения органов. Данные РНК-секвенирования брали из проекта Genotype-Tissue Expression. Ген считался «обогащенным» в органе, если уровень его экспрессии был в четыре раза выше в этом органе по сравнению с другими. Подходящих белков оказалось 893 (18%), больше всего их было для мозга. Оценку контроля качества прошли 856 белков.

Далее авторы натренировали модели старения для 11 основных органов (жировая ткань, артерия, мозг, сердце, иммунная ткань, кишечник, почка, печень, легкое, мышцы и поджелудочная), а также для всего организма в целом. Изначально использовали данные 1398 здоровых человек, а затем протестировали модели на еще четырех независимых когортах.

Оказалось, что органы стареют с различной скоростью, хотя эти скорости коррелируют. Для некоторых людей было показано значительно ускоренное старение одного или нескольких органов. При этом остальные их органы этот феномен не затронул. Людей с одним быстро стареющим органом в популяции было около 18,4%, с несколькими — 1,7%

Ускоренное старение органов было ассоциировано с заболеваниями, связанными со старением. Так, тип старения почек был ассоциирован с метаболическими заболеваниями (диабетом, ожирением, гиперхолестеринемией и гипертензией), сердца — с заболеваниями сердца (мерцательной аритмией и сердечным приступом), мышц — с нарушениями походки, а мозга — с болезнью Альцгеймера. Так, люди с гипертензией имели почки примерно на год старше здоровых людей, а люди с диабетом — на 1,3 года старше. Сердечный приступ и болезнь Альцгеймера были связаны с ускоренным старением практически всех органов. В лонгитюдном исследовании авторы показали, что у людей без признаков заболевания или аномальных биомаркеров в начале наблюдения каждые дополнительные 4,1 года к возрасту сердца повышали риск сердечной недостаточности в течение 15 лет в 2,5 раза.

Примерно каждые четыре дополнительных года (стандартное отклонение) к возрасту сердца, адипозной ткани, печени, поджелудочной, мозга, легкого, иммунной ткани и мышц были ассоциированы с повышением риска смерти на 15–50%.

Исследователи также построили улучшенную модель старения мозга. В будущем они планируют посмотреть, как их модели соотносятся с другими способами измерения старения и предсказания развития заболеваний. По их мнению, ростом числа профилируемых белков возрастет и количество получаемой биологической информации.

У исследования были и ограничения, например, в него вошли не все органы, так что нельзя сказать, работает ли такой подход, например, для репродуктивной системы. Модели тренировали в основном на людях старшего возраста, так что при анализе данных молодых людей нужно быть осторожными. Также в тренировочных и валидационных когортах были в основном белые американцы. Тем не менее, авторы показали, что протеомику и машинное обучение можно использовать для неинвазивной оценки здоровья органов и старения.

Таурин замедлил старение червей и макак и продлил жизнь мышам на 10–12%