A stressz növelheti a biológiai életkort

A kutatók eredményei szerint a stressz különböző formáira adott válaszként hirtelen megnő az emberek és egerek biológiai életkora. Ez az öregedés viszont a stresszből való felépülés után visszafordul – írták a Számítástechnikai és Automatizálási Kutatóintézet (SZTAKI) szerdai közleményében.

A biológiai életkort mesterségesintelligencia-alapú, úgynevezett "epigenetikai öregedés órák" mérik. Bioinformatikusként és mesterségesintelligencia-kutatóként ezen órák alkalmazásában vett részt Kerepesi Csaba. Több, független, úgynevezett epigenetikai öregedési óra szerint ezek a változások viszonylag rövid, napokban vagy hónapokban mérhető időszak alatt mennek végbe.

A tanulmány eredményei alapján a biológiai öregedés nem egyirányú, fluktuációk is megfigyelhetők benne, új eredmény, hogy a biológiai öregedés gyakorlatilag visszafordítható – állapították meg a kutatók.

A tudósok korábban úgy gondolták, hogy az élő szervezetek biológiai életkora folyamatosan nő, ugyanakkor, mint írták, mára egyértelművé vált, hogy a biológiai életkor nincs elválaszthatatlanul összekapcsolva a kronológiai életkorral (azaz a születésünk óta eltelt idővel). Ezt olyan mesterségesintelligencia-eszközöknek ('epigenetikai öregedés óráknak') köszönhetően sikerült megmutatni, amelyek nagy adathalmazokból tanulnak és olyan matematikai modelleket építenek, amelyek képesek az életkor előrejelzésére.

Az egyének biológiailag idősebbek vagy fiatalabbak lehetnek, mint amennyit kronológiai életkoruk mutat. Az állatmodellekben és az emberekben egyre több bizonyíték utal arra, hogy az epigenetikai órák által mutatott biológiai életkort többek között betegségek, gyógyszeres kezelés, életmódbeli változások és környezeti hatások is befolyásolhatják. Korábbi kutatások már utaltak arra, hogy lehetnek ingadozások a biológiai életkorban, de egészen mostanáig feltáratlan maradt, hogy milyen események váltják ki ezeket a változásokat és, hogy ezek a változások visszafordíthatóak-e.

Ezt vizsgálták most a kutatók: úgynevezett DNS-metilációs órákat használtak, amelyek mesterségesintelligencia-modellek alapján jelzik előre az életkort. Ezeket azon megfigyelés alapján fejlesztették ki, hogy a DNS különböző helyein a metilációs szintek (azaz bizonyos epigenetikai markerek) a kronológiai életkor előrehaladtával előre láthatóan változnak. Kerepesi Csaba és kollégái ilyen DNS-metilációs (vagy másképpen epigenetikai) órák alkalmazásával emberekben és egerekben mérték a biológiai életkor változásait különböző stresszhatások alatt és után.

Az eredmények alapján a biológiai életkor a stressz hatására viszonylag rövid idő alatt megnőhet, viszont ez a növekedés átmeneti, és a stresszből való felépülést követően visszaáll az alapszintre.

A közlemény szerint a biológiai életkor átmeneti változásait okozták például nagyobb műtétek, terhesség és súlyos Covid-19 is. Például a traumás betegeknél a biológiai életkor erős és gyors növekedését mutatták ki sürgősségi műtétek után. Ugyanakkor ez a növekedés visszafordult, és a biológiai életkor a műtétet követő napokban visszaállt a kiindulási szintre. Egy tocilizumab nevű immunszuppresszív gyógyszer pedig fokozta a lábadozó Covid-19 betegek szintén megnövekedett biológiai életkorának helyreállítását.

A közlemény szerint hasonlóképpen a terheség közben az anya biológiai életkora megnő, majd a szülés után egy kis idő elteltével lecsökken (helyreáll).

Mivel a terhesség alatt olyan időskori betegségek lépnek fel, mint a cukorbetegség vagy szívbetegség, egy korábbi tanulmány felvetette, hogy a terhesség modellezhetné az öregedést. Ez összhangban van azzal, hogy az öregedésórákkal növekvő biológiai életkort mutattunk ki a terhesség alatt. A legizgalmasabb számomra azonban az volt, amikor kiderült, hogy a terhesség után 6-8 héttel szignifikánsan csökkent a biológiai életkor (azaz az a gépi tanulási modell által prediktált életkor). Először nem értettük, miért történik ez a 'megfiatalodás', de aztán más stresszfaktorokat és adathalmazokat megvizsgálva összeállt a kép – magyarázza a közleményben Kerepesi Csaba.

A tanulmány, amely április 21-én jelent meg a Cell Metabolism című tudományos folyóiratban, eddig nem ismert dinamizmusokat tárt fel az öregedés ütemében, amelyek új irányokat nyithatnak meg az öregedés és megfiatalodás kutatásában.