Внеклеточная ДНК может быть использована для прогнозирования биологического возраста

Ученые обнаружили, что внеклеточная свободно-циркулирующая ДНК может отражать возраст и здоровье пациентов.

Внеклеточная ДНК, представляет собой фрагмент, который свободно циркулирует в кровотоке. Последнее исследование было направлено на определение возможности прогнозирования продолжительности жизни и определения здоровья по данному фрагменту ДНК.

Материал для исследования был взят у трех групп испытуемых – у людей в возрасте от 20 до 30 лет, тем кому 70-80 лет и тем кто достиг возраста в 100 лет. При этом последнюю групп разделили на тех, у кого было хорошее здоровье и тех, кто испытывал с ним проблемы.

Результаты показали различия в интервалах нуклеосом во внеклеточной ДНК у людей в зависимости от возраста и статуса здоровья. Интервалы нуклеосом были обычными у испытуемых в возрасте от 20 до 30 лет, но интервалы нарушались с возрастом и имели нерегулярные показатели в группе испытуемых долгожителей, имеющих проблемы со здоровьем.

Ученые сделали еще одно интересное открытие, что интервалы нуклеосом были примерно одинаковыми в первой группе и группе долгожителей, имеющих  хорошее здоровье. Интервалы этих двух групп были даже более похожи, чем у группы испытуемых за 70.

Эти различия подтверждают, что здоровье с возрастом является эпигеномной характеристикой. Но до конца это остается не понятным, так как на здоровье с годами влияет большое множество факторов, также как и эпигенетические изменения. Тестирование внеклеточной ДНК в первую очередь направлено на более глубое понимание эпигенетических изменений  в период старения.

Ученые использовали новое поколение секвенирования ДНК и сложные вычислительные методы математического анализа, чтобы воссоздать расстояние между нуклеосомами в различных областях генома. Это включало как области гетерохроматина, так и эухроматина.

Клеточные компоненты, участвующие в поддержании регулярного расстояния между нуклеосомами с годами разрушаются.

С другой стороны, когда изменяется положение нуклеосом, различные части генома становятся более или менее доступными, что ухудшает их функционирование. Одним из примеров является освобождение обычно неподвижных сегментов ДНК, называемых транспозонами.

Текущее исследование показало, что сигналы внеклеточной ДНК снижаются с возрастом, начинаемых двух часто наблюдаемых транспозонов. Можно сделать вывод, что долгожители, исптывающие проблемы со здоровьем, а также люди старше семидесяти лет имеют транспозоны, которые более мобильны и, следовательно, реплицируются в геном, нарушая нормальные генетические процессы.

В настоящем исследовании рассматривались внеклеточные ДНК только  12 испытуемых из Болоньи, с тремя субъектами в каждой возрастной группе. Чтобы соотнести биологический возраст с эпигенетическими маркерами, потребуется гораздо большая выборка. Однако это не должно быть сложным, учитывая легкость сбора крови для тестирования внеклеточной ДНК, по сравнению со сбором образцов ткани инвазивными методами.

По мнению ученых, лучшим способом было бы посмотреть на внеклеточную ДНК от большой популяции людей в течение двух или трех десятилетий. Это позволило бы отслеживать возрастные эпигеномные изменения, происходящие в ДНК каждого человека, а также скорость таких изменений.

Изучение большого числа людей может помочь найти связи между эпигеномными различиями и образом жизни человека, его диетой или медицинскими условиями.