Международная группа исследователей в работе, опубликованной в журнале Nature, обнаружила общие транскриптомные «подписи» старения и смертности у разных видов млекопитающих. На основе этих данных они разработали молекулярные «часы», способные оценивать биологический возраст, риск заболеваний и даже прогнозировать ожидаемую продолжительность жизни.

Речь идёт о анализе того, как меняется активность генов в процессе старения. Учёные отмечают, что ранее существовавшие биологические часы (например, основанные на ДНК-метилировании) плохо объясняли саму биологию старения и часто были ограничены отдельными тканями или видами. Новый подход опирается на транскриптом — совокупность всех активных РНК-сигналов в клетках.

В исследование вошли более 11 000 транскриптомов человека, мышей, крыс и макак-крабоедов. Дополнительно использовались данные из экспериментов на генетически разнообразных мышах, которым применяли разные вмешательства, включая рапамицин, канаглифлозин, каптоприл, 17-альфа-эстрадиол, а также комбинации с ограничением калорий и высокожировыми диетами.

Учёные применяли модели выживаемости (в том числе модель Гомпертца) и методы машинного обучения, чтобы построить так называемые транскриптомные «часы возраста» и «часы смертности», которые оценивают не просто календарный возраст, а реальное молекулярное состояние организма.

Результаты показали, что у разных видов млекопитающих наблюдаются удивительно схожие закономерности:     • при старении усиливается активность генов воспаления и иммунного ответа;      • снижается активность генов, связанных с митохондриальной энергией, восстановлением тканей и внеклеточным матриксом.

Иными словами, старение на молекулярном уровне во многом связано с хроническим воспалением и ухудшением энергетического обмена клеток.

Дополнительно исследователи изучали данные на уровне отдельных клеток (single-cell RNA-seq) и подтвердили, что возрастные изменения затрагивают иммунные клетки, эндотелий сосудов, клетки печени, мышцы и стволовые клетки.

Особое внимание уделялось влиянию различных факторов. Оказалось, что:     • рапамицин и ограничение калорий замедляют молекулярное старение;      • воспалительные состояния и «прогероидные» модели ускоряют его;      • некоторые процессы старения могут частично обращать вспять при вмешательствах вроде клеточного перепрограммирования.

Учёные также выделили набор универсальных биомаркеров, связанных с риском смертности у людей. Среди них — белки CDKN1A, LGALS3 и GPNMB, уровни которых коррелируют с многозаболеваемостью и смертностью в больших популяционных базах данных.

Главный вывод работы заключается в том, что старение — это не хаотический процесс, а системное явление с общими молекулярными закономерностями у разных видов и тканей. Оно связано с несколькими ключевыми биологическими узлами: воспалением, митохондриальной дисфункцией, нарушением метаболизма и ухудшением способности тканей к восстановлению.

Авторы считают, что такие транскриптомные «часы» могут в будущем помочь выявлять ранние признаки старения задолго до появления болезней и использоваться для оценки эффективности антивозрастных вмешательств. Однако они подчёркивают, что до клинического применения у людей ещё требуется значительная дополнительная проверка.