الصورة عبر Vector8DIY على pixabay

يعد العمر الزمني للشخص مفتاحًا لتحديد خطر إصابته بالعديد من الأمراض المرتبطة بالعمر. لكن العمر الزمني ليس مؤشرًا مثاليًا للمرض. على سبيل المثال، يعاني بعض الأشخاص الذين يبلغون من العمر 60 عامًا من الضعف وأمراض القلب، في حين أن آخرين يتمتعون بصحة جيدة. هناك أدلة على أن الشيخوخة البروتينية هي سمة مشتركة تكمن وراء مجموعة كبيرة ومتنوعة من السمات المرتبطة بالوظيفة البدنية والضعف والحالة الإدراكية، بالإضافة إلى المؤشرات الحيوية للشيخوخة (على سبيل المثال، التيلوميرات وIGF-1). أفادت دراسات أنه على الرغم من أن العمر لا يرتبط بطول التيلومير25، فإن الشيخوخة البروتينية ترتبط عكسياً بقوة بطول التيلومير، وهي السمة الخلوية الرئيسية للشيخوخة. ومن الجدير بالذكر أن هناك أدلة شاملة ومدعومة جيدًا تثبت أن الشيخوخة البروتينية هي مؤشر موثوق للوفيات والأمراض المتعددة، وترتبط بالمخاطر المستقبلية لجميع الأمراض غير السرطانية الأربعة عشر التي تمت دراستها وأربعة أنواع شائعة من السرطان (سرطان المريء والبروستات والرئة وغير ذلك). تم تطوير ساعات DNAm أحدث لاحقًا والتي لا يتم تدريبها على العمر الزمني نفسه، بل يتم تدريبها على التنبؤ بمتغيرات العمر الظاهرية المركبة والتي عادةً ما تكون عبارة عن مجموعات مرجحة من العمر والعلامات البيولوجية للمرض (على سبيل المثال،أظهرت الأبحاث الحديثة التي استخدمت أنسجة الكلى والقلب لدى الفئران، بالإضافة إلى أنسجة المخ لدى البشر وقرود المكاك الريسوس، أن التغيرات المرتبطة بالعمر في مستويات الحمض النووي الريبي الرسول والبروتين لم تكن مرتبطة ارتباطًا قويًا. ومن الأمثلة الرئيسية للبروتينات المهمة للغاية والتي لا ترتبط وفرتها جيدًا بالحمض النووي الريبي الرسول بروتينات ECM مثل الإيلاستين (ELN) والكولاجينات (COL6A3). حيث تتمتع هذه البروتينات بنصف عمر طويل يجعلها عرضة بشكل خاص للتدهور المرتبط بالشيخوخة ، مما يساهم في تلف الأنسجة البنيوية التي تحدث أثناء الشيخوخة فيعد تفتت الإيلاستين مساهمًا رئيسيًا في شيخوخة الأوعية الدموية ويرتبط بارتفاع ضغط الدم والنتائج القلبية الوعائية. سعى أرجنتييري وزملاؤه إلى بناء "ساعة" تعكس بدقة حالة مرض الشخص. وللقيام بذلك، استخدموا بيانات من 45441 شخصًا، تم اختيارهم عشوائيًا، في بنك المملكة المتحدة الحيوي، وهو مستودع للعينات الطبية الحيوية. حجم العينة أكبر بنحو 30 مرة من العينة المستخدمة في دراسة سابقة للساعة البروتينية2، مما يجعلها أكثر قوة إحصائيًا.

الصورة عبر Hush Naidoo Jade Photography على unsplash

وجد الفريق أن مستويات 204 بروتينات تتنبأ بدقة بالعمر الزمني. ومن اللافت للنظر أنه عندما بنى المؤلفون ساعة ثانية باستخدام 20 بروتينًا فقط الأكثر دلالة، فقد تنبأت بالعمر بشكل جيد تقريبًا مثل ساعة 204 بروتين. تضمنت البروتينات العشرين الإيلاستين والكولاجين، والتي تشكل بنية الدعم بين الخلايا، والبروتينات المشاركة في الاستجابة المناعية وتنظيم الهرمونات. كما تنبأت الساعة بدقة بالعمر الزمني في مجموعتين أخريين من الأشخاص: ما يقرب من 4000 مساهم في بنك حيوي في الصين وما يقرب من 2000 مساهم في بنك حيوي في فنلندا. ويقول الباحثون إن الساعات السابقة القائمة على البروتين نظرت في البيانات من مجموعات سكانية أكثر تجانسًا. بشكل عام، كان العمر المقاس باستخدام ساعة البروتين مشابهًا للعمر الزمني. ولكن بالنسبة لبعض الأفراد، كانت هناك فجوة بين الاثنين - مما يعكس حقيقة أن مستويات البروتين تتغير مع تطور المرض. كان الأشخاص الذين كان عمر ساعة البروتين لديهم أعلى من عمرهم الزمني أكثر عرضة للإصابة بـ 18 مرضًا مزمنًا، بما في ذلك مرض السكري؛ والحالات العصبية التنكسية؛ والسرطان؛ وأمراض القلب والكبد والكلى والرئة. كما ارتبطت شيخوخة ساعة البروتين بالضعف البدني وبطء وقت رد الفعل والوفاة المبكرة. تتقدم بروتينات الأشخاص الآخرين في العمر بشكل أبطأ من المتوسط. ومن غير الواضح ما إذا كان ذلك بسبب العوامل البيئية أو الجينات أو مزيج منها. يقول أرجنتييري إن من بين 10% من الأشخاص الذين شملتهم الدراسة والذين كانوا "أبطأ من يتقدمون في العمر"، "أصيب أقل من 1% منهم بالخرف أو الزهايمر".

الصورة عبر Testalize.me على unsplash

تقول عالمة الأوبئة الجزيئية سارة هاج في معهد كارولينسكا في ستوكهولم إن اثنتين من نقاط القوة في الدراسة تتمثلان في مجموعة البيانات الضخمة التي تحتوي عليها ونجاح تكرارها في مجموعات سكانية متنوعة. وتضيف: "إنها دراسة قوية للغاية". يريد أرجنتييري وزملاؤه إضافة المزيد من التنوع الجغرافي والوراثي إلى بيانات التدريب الخاصة بهم. ويقول أرجنتييري إن العامل المحدد هو الافتقار إلى بيانات البروتين في البنوك الحيوية ذات المجموعات السكانية المتنوعة. كما يقوم المؤلفون بالتحقيق في استخدام ساعة البروتين الخاصة بهم لاختبار ما إذا كانت العلاجات الطبية الجديدة تمنع الأمراض المرتبطة بالعمر "دون الحاجة إلى الانتظار لعقد أو عقدين لمعرفة ما إذا كان شخص ما سيصاب بمرض مزمن". وأخيرًا، يبحثون عن العوامل البيئية والسلوكية التي تؤثر على سرعة شيخوخة البروتينات في الجسم. "حسنًا، يمكنك أن تخبرني عن مخاطر إصابتي في المستقبل بـ 18 مرضًا مختلفًا"، كما تقول أرجنتييري. "ولكن هل يمكنني أن أفعل أي شيء لتغيير هذا المسار؟" إن تطوير ساعات الشيخوخة البروتينية يمكن استخدامه كأداة موثوقة لتحديد الآليات البيولوجية التي تشارك في تعدد الأمراض، وقد يكون بمثابة أدوات مفيدة لتحديد البروتينات أهداف للعلاج الدوائي المحتمل أو تعديل نمط الحياة لتقليل الوفيات المبكرة.