ابزارهایی به نام ساعت‌های پیری | جوان بودن ازنظر زیستی، به چه معنا است؟

ساعت‌های پیری مختلفی وجود دارند که می‌گویند سن زیستی را تعیین می‌کنند و به شناسایی داروهای ضدپیری کمک می‌کنند، اما سؤالاتی درمورد دقت آن‌ها وجود دارد.

سن چیزی فراتر از تعداد روزهای تولد شما است. استرس، خواب و رژیم غذایی همه بر نحوه مقابله ارگان‌های بدن ما با فرسودگی‌های زندگی روزمره تأثیر دارند. عواملی از این قبیل ممکن است باعث شوند سریع‌تر یا کندتر از افرادی که در همان روز متولد شده‌اند، پیر شوید. این بدان معنا است که سن زیستی شما می‌تواند با سن تقویمی شما یعنی تعداد سال‌هایی که زنده بوده‌اید، کاملاً متفاوت باشد.

سن زیستی احتمالاً نسبت‌ به سن تقویمی، شاخص بهتری از سلامت جسمی و حتی مرگ است؛ اما محاسبه سن زیستی ساده نیست. دانشمندان دهه گذشته را صرف ایجاد ابزارهایی به نام ساعت‌های پیری کرده‌اند. این ساعت‌ها نشانگرهای درون بدن را به‌منظور تعیین سن زیستی شما ارزیابی می‌کنند. ایده پشت‌صحنه‌ی ساعت‌های زیستی این است که آن‌ها نشان می‌دهند که اعضای بدن شما چقدر فرسوده شده‌اند و پیش‌بینی می‌کنند که چند سال سالم از زندگی شما باقی مانده است.

اگرچه دقت در میان صدها ساعت پیری که در دهه گذشته توسعه پیدا کرده‌اند، بسیار متفاوت است و پژوهشگران هنوز درگیر این سؤال هستند که جوان بودن ازنظر زیستی، به چه معنا است؟

بیشتر ساعت‌های پیری سن زیستی فرد را براساس الگوهای نشانگرهای اپی‌ژنتیکی تخمین می‌زنند. یکی از این نشانگرها برچسب‌های شیمیایی به نام گروه‌های متیل هستند که روی DNA قرار می‌گیرند و بر نحوه بیان ژن‌ها اثر می‌گذارند. به‌نظر می‌رسد الگوی متیلاسیون در هزاران مکان روی DNA، همگام با افزایش سن و پیری تغییر کند، اگرچه علت آن مشخص نیست.

برخی از ساعت‌ها وعده می‌دهند که طول عمر را با تخمین نحوه پیر شدن بدن فرد پیش‌بینی می‌کنند، درحالی‌که برخی دیگر مانند سرعت‌سنج عمل می‌کنند و سرعت پیری را دنبال می‌کنند. ساعت‌هایی برای ارگان‌های خاصی از بدن و برای گونه‌های جانوری مختلف ایجاد شده است.

طرفداران ساعت‌های پیری سعی دارند با استفاده از آن‌ها نشان دهند مداخلات ضدپیری می‌تواند افراد را ازنظر زیستی جوان‌تر کند، اما هنوز به اندازه کافی درمورد این ساعت‌ها یا آنچه که به ما می‌گویند، نمی‌دانیم تا بتوانیم چنین ادعاهایی داشته باشیم.

دنبال کردن زمان

اولین ساعت‌های اپی‌ژنتیک در سال ۲۰۱۱ ایجاد شد. در آن زمان، استیو هوروات در دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس داوطلب شد تا در مطالعه‌ای با برادر دوقلوی همسان خود یعنی مارکوس شرکت کند. این مطالعه به‌دنبال نشانگرهای اپی‌ژنتیک در نمونه‌های بزاق بود که ممکن بود بتواند گرایش جنسی را توضیح دهد (استیو دگرجنس‌گرا و مارکوس دگرباش است).

هوروات به‌عنوان متخصص آمار زیستی پیشنهاد تجزیه‌و‌تحلیل نتایج را دارد ولی ارتباطی با گرایش جنسی پیدا نکرد. اما او به‌دنبال ارتباط بین سن داوطلبان و نشانگرهای اپی‌ژنتیک نیز بود و سیگنال بزرگی پیدا کرد. هوروات دریافت که الگوهای متیلاسیون می‌تواند سن فرد را برحسب سال پیش‌بینی کند، اگرچه برآوردها به‌طور متوسط حدود پنج سال با سن تقویمی افراد فرق داشت.

هوروات از آن زمان روی ساعت‌های پیری کار کرده است. او در سال ۲۰۱۳ ساعتی به نام ساعت هوروات را ایجاد کرد که هنوز هم یکی از شناخته‌ترین ساعت‌های پیری است که او آن را ساعت تمام‌بافتی می‌خواند، زیرا سن تقریباً هر عضوی از بدن را تخمین می‌زند. هوروات این ساعت را با استفاده از داده‌های متیلاسیون ۸ هزار نمونه مربوط به ۵۱ بافت و سلول بدن ایجاد کرده است. او با استفاده از این داده‌ها الگوریتمی را آموزش داد تا با استفاده از یک نمونه سلول بتواند سن تقویمی فرد را پیش‌بینی کند.

گروه‌های دیگر نیز ساعت‌های مشابهی ساخته‌اند و امروزه صدها نسخه از این ساعت‌ها وجود دارد. اما هوروات تخمین می‌زند که کمتر از ده مورد از آن‌ها به‌طور گسترده در مطالعات انسانی به کار می‌رود. از این ساعت‌ها عمدتا برای ارزیابی این موضوع استفاده می‌شود که چگونه رژیم غذایی، سبک زندگی یا مکمل‌ها ممکن است بر پیری اثر بگذارند.

اندازه‌گیری سن

ساعت‌های پیری چه چیزی به ما می‌گویند؟ بیشتر ساعت‌ها برای پیش‌بینی سن تقویمی طراحی شده‌اند. اما مورگان لوین از دانشکده پزشکی ییل در نیوهیون می‌گوید: «ازنظر من، هدف این نیست. می‌توانیم از خود فرد سن او را بپرسیم.»

در سال ۲۰۱۸، لوین، هوروات و همکارانشان ساعتی را براساس ۹ نشانگر زیستی ازجمله سطوح قند خون و سلول‌های سفید خون و نیز سن فرد بر حسب سال، ایجاد کردند. آن‌ها از داده‌های هزاران نفر در ایالات متحده استفاده کردند که توسط مطالعه‌ی دیگری جمع‌آوری شده بود و شرکت‌کنندگان را به مدت چند سال پیگیری کرده بود.

به‌گفته‌ی لوین، ساعت حاصل که DNAm PhenoAge نامیده شد، نسبت‌به ساعت‌هایی که فقط براساس سن تقویمی کار می‌کنند، در برآورد سن زیستی بهتر عمل می‌کند. طبق این ساعت، یک سال افزایش در سنی که لوین آن را «سن فنوتیپی» می‌نامد، با ۹ درصد افزایش در احتمال مرگ بر اثر هر عاملی و نیز افزایش خطر مرگ براثر سرطان، دیابت یا بیماری قلبی همراه است.

لوین می‌گوید اگر سن زیستی شما بیشتر از سن تقویمی شما باشد، می‌توان فرض کرد که سرعت پیر شدن شما از حد متوسط بیشتر است. اما دانیل بلسکی از دانشکده بهداشت عمومی میلمن دانشگاه کلمبیا در نیویورک می‌گوید، ممکن است این‌طور نباشد. او می‌گوید دلایل زیادی وجود دارد که چرا سن زیستی ممکن است از سال‌های زندگی یک فرد بیشتر باشد.

بلسکی و همکارانش ابزاری را برای اندازه‌گیری دقیق‌تر سرعت پیری زیستی توسعه داده‌اند. آن‌ها از داده‌های مطالعه‌ای استفاده کردند که پیامدهای سلامتی ۹۵۴ داوطلب در چهار سن، از اواسط دهه سوم تا اواسط دهه پنجم زندگی دنبال کرده بود. پژوهشگران نشانگرهای زیستی را که فکر می‌کردند نشانگر عملکرد اندام‌های مختلف باشند و نیز نشانگرهای مرتبط با سلامت عمومی را بررسی کردند. آن‌ها سپس سرعت‌سنج اپی‌ژنتیکی را برای پیش‌بینی نحوه تغییر این مقادیر در طول زمان ایجاد کردند.

ساعت رایج دیگری که آن نیز توسط هوروات و همکارانش ایجاد شده است، GrimAge نام دارد. هوروات ادعا می‌کند که این ساعت در پیش‌بینی مرگ بهترین ساعتی است که وجود دارد و او آن را روی نمونه‌های خون خودش به کار برده است. او می‌گوید نتایج او با سن تقویمی دو سال پیشش مطابقت داشت، اما وقتی حدود شش ماه پیش آزمایش دیگری را انجام داد، ساعت GrimAge چهار سال بزرگ‌تر از سن تقویمی او بود. این بدان معنا نیست که هوروات چهار سال از عمرش را از دست داده، او می‌گوید: «نمی‌توانید آن را به‌طور مستقیم با طول عمر خود ارتباط دهید.» اما او فکر می‌کند این بدان معنا است که سریع‌تر از آن‌چه باید، درحال پیر شدن است، هرچند هنوز درمورد علت آن سردرگم است.

ساعت‌های دارای خطا

برخی از پژوهشگران نیز با استناد به تغییر در نتایج خود استنباط کرده‌اند که سرعت پیری، معمولاً پس از انجام کاری مانند شروع مصرف مکمل، کند شده است. اما در بسیاری از موارد، این تغییر را می‌توان با این واقعیت توضیح داد که بسیاری از ساعت‌های پیریِ مبتنی‌بر اپی‌ژنتیک مستعد خطاهای تصادفی هستند که نتایج آن‌ها را تحریف می‌کند.

مسئله‌ای که وجود دارد، این است که در هر ناحیه از بدن، جایی که گروه‌های متیل به DNA متصل می‌شوند، تغییرات اندکی در طول زمان رخ می‌دهد. این تغییرات ظریف می‌تواند با خطا در برآوردهای متیلاسیون به‌طور قابل‌توجهی بزرگ شود. این امر می‌تواند نتایج را به‌شدت تحت‌تأثیر قرار دهد و خطاهای بزرگی ایجاد کند.

گروه لوین برای پرداختن به این مسئله، ساعت‌های موجود را تفکیک می‌کنند و آن‌ها را با هم مقایسه می‌کنند. آن‌ها امیدوار هستند دریابند که ساعت‌های مختلف چه چیزی را اندازه‌گیری می‌کنند و چگونه می‌توان ساعت‌های بهتری ساخت. لوین و همکارانش تلاش می‌کنند از این خطاها اجتناب کنند. او همچنین سعی دارد تا بفهمد ساعت‌های پیری چه چیزی به ما می‌گویند، داشتن سن زیستی کمتر به چه معنا است و چگونه می‌توان از این دانش استفاده کرد؟

درحالی‌که ساعت‌‌های پیری ممکن است نشانگر خوبی از سلامت کلی شما باشند، در بیشتر موارد به اندازه کافی دقیق نیستند که بتوان روی آن‌ها حساب کرد. لوین می‌گوید: «فکر می‌کنم هنوز پتانسیل واقعی این ساعت‌ها درک نشده است.»

هوروات می‌گوید این پتانسیل ممکن است در بررسی‌های سلامت بالینی نهفته باشد. درواقع، ممکن است بتوان از این ساعت‌ها در کنار آزمایش‌های فشار خون و کلسترول برای کمک به درک وضعیت جسمانی و سلامتی افراد و نیز اینکه آیا درمعرض خطر ابتلا به بیماری قرار دارند، استفاده کرد. او می‌گوید: «ساعت‌های اپی‌ژنتیک جایگزین نشانگرهای بالینی نمی‌شوند، اما به آن‌ها کمک می‌کنند. فکر می‌کنم که پنج سال دیگر ساعت‌های مبتنی‌بر خون را داشته باشیم که آنقدر ارزشمند باشند که بتوان از آن‌ها به صورت بالینی استفاده کرد.»

در این میان، پیروی از رژیم غذایی سالم، پرهیز از استعمال دخانیات و ورزش کافی از بهترین راه‌ها برای جلوگیری از اثرات پیری است. برای اثبات اینکه این استراتژی‌ها می‌توانند به سلامتی ما کمک کنند، به ساعت‌های پیری جدید نیاز نداریم.