Metilarea ADN-ului și ceasul epigenetic

Îmbătrânirea reprezintă cel mai puternic factor de risc pentru multe boli cronice, incluzând cancer, boli cardiovasculare, artrită, osteoporoză, diabetul zaharat de tip 2, etc. Astfel, cuantificarea vârstei biologice reprezintă un alt pas pentru a înțelege mai bine fiziopatologia din spatele bolilor și pentru a identifica strategii terapeutice care să vizeze procesul de îmbătrânire și să îl încetinească.
Standardul de aur al ceasului epigenetic și al analizei epigenetice este reprezentat de ceasul epigenetic al lui Horvath, care prezice vârsta biologică măsurând metilarea ADN-ului la diferite nivele.

Identificarea și validarea unor ținte moleculare pentru intervenție, cu scopul de a prelungi starea de sănătate și viața reprezintă adevărate provocări, întrucât majoritatea biomarkerilor nu sunt suficient de reprezentativi pentru a servi precum indicatori fideli ai mecanismelor principale care stau la baza procesului de îmbătrânire.

Însă cercetările recente, care încadrează biomarkerii ce au ca sursă date despre metilarea ADN-ului, oferă șansa realizării unor predicții mai precise în ceea ce privește vârsta biologică pentru orice țesut pe parcursul vieții. Totodată, se naște o teorie unitară în ceea ce privește evoluția biologică firească pe parcursul vieții și apar noi răspunsuri la întrebarea clasică care înglobează eterna enigmă a motivului îmbătrânirii și a ratei la care acest proces se desfășoară (1), (2).

Există mari variații individuale în ceea ce privește procesul de îmbătrânire și rata de producere a acestuia, iar aceleași variații există și în ceea ce privește susceptibilitatea la boală și deces. Astfel, există un mare interes pentru identificarea acestor ținte moleculare care să orienteze intervențiile terapeutice. Biomarkerii care joacă un rol important sunt reprezentați de senescența celulară, instabilitatea genomică, scurtarea telomerilor, disfuncția mitocondrială.

Se cunoaște faptul că pe măsură ce indivizii avansează în vârstă, apar diferite modificări la nivel molecular. Schimbările apărute la nivelul modelelor clasice de metilare a ADN-ului se pare că joacă un rol fundamental. Metilarea ADN-ului reprezintă procesul prin care noi grupări metil sunt adăugate la nivelul moleculei, iar acest proces joacă un rol esențial în dezvoltarea și funcționarea normală a anumitor țesuturi. Metilarea nu modifică neapărat secvențele, dar modifică activitatea consecutivă. Dereglarea mecanismelor care stau la baza acestuia conduc spre apariția diferitor afecțiuni, spre exemplu cancerul.

În ultimii ani au fost realizate meta-analize a unor studii, pentru a investiga în ce măsură vârsta de metilare a ADN-ului poate prezice mortalitatea iar acestea au revelat o asociere semnificativă între cele două variabile (3), (4).

Horvath a dezvoltat un algoritm predictiv (accesibil pe baza platformei Illumina Infinum) care permite estimarea metilării ADN-ului și a vârstei biologice a majorității tipurilor de țesuturi și celule, incluzând 51 de tipuri tisulare. Proprietățile identificate au fost următoarele:

• Nivelul de metilare este aproape de zero pentru celulele embrionare și celulele stem pluripotente
• Se corelează cu rata de pasaj celular (diviziuni consecutive)
• Dă naștere unei măsurători ereditare a accelerării avansării vârstei (caracteristicile și rezultatele se pot identifica și aplica și la descendenți)
• Se aplică și țesuturilor provenite de la cimpanzei

Au fost analizate aproximativ 6.000 de probe din țesuturi transformate malign, luându-se în considerare 20 de tipuri de cancer, iar acestea au prezentat o accelerare semnificativă a vârstei, a procesului de îmbătrânire, cu aproximativ 36 de ani (5).

În prezent acest software de analiză epigenetică permite selectarea unei analize avanasate a țesuturilor implicate și a sângelui.