Cosa significa misurare l’età biologica: alla ricerca dell’orologio biologico perfetto

Articolo di SoLongevity Research
L’età biologica di un organismo è un indicatore significativo dello stato di salute e della predisposizione ad ammalarsi. Singoli organi e tessuti possono subire processi di invecchiamento diversi, ma la vera sfida è quella di definire un orologio biologico che valga per l’intero organismo, e che si traduca in parametri facili da monitorare e sui quali agire

Invecchiamento biologico e anagrafico

L’invecchiamento, per l’organismo, è la perdita di efficacia nel gestire i processi di riparazione dei danni incidentali che avvengono a livello genetico, la diminuzione della funzionalità generale degli organi, la difficoltà di gestire lo stress fisico ed emotivo e di contrastare gli agenti patogeni esterni. Tutti questi sono anche i fattori che concorrono a determinare l’età biologica di un organismo, che non sempre coincide con l’età anagrafica. Mentre la prima, infatti, se correttamente stimata può essere un buon indicatore della predisposizione ad ammalarsi e morire, la seconda è una convenzione. Per questo, quando si vuole prestare attenzione ai processi di invecchiamento in corso nell’organismo per prevenirli e rallentarli, occorre fare riferimento all’età biologica.

Calcolare l’età biologica

L’invecchiamento biologico, per come l’abbiamo descritto, non procede a un ritmo costante. Può rallentare o accelerare in base al verificarsi di determinati processi cellulari, in base alle condizioni e alla funzionalità dei nostri organi e in base allo stile di vita che conduciamo. Per questo, definire un orologio biologico in grado di misurare il vero tempo di invecchiamento di un organismo è complesso. A questo si aggiunge, poi, che ciascun organo procede in modo indipendente, può essere soggetto a fattori di rischio diversi e può quindi avere un’età biologica diversa da quella dell’organo vicino. In generale, comunque, per calcolare l’età biologica di una persona occorre conoscerne l’età anagrafica, lo stato di salute, e misurare alcuni parametri (o biomarcatori) significativi che riflettano la “traiettoria di invecchiamento”.

Ciascun organo procede in modo indipendente, può essere soggetto a fattori di rischio diversi e può quindi avere un’età biologica diversa da quella dell’organo vicino

L’orologio biologico dei singoli organi e tessuti e quello dell’organismo

La ricerca ha mostrato come i processi di invecchiamento siano specifici e distinti in vari tessuti e organi, e come sia difficile, pertanto, definire parametri che riguardino l’intero organismo. Ci ha provato, tra i primi, Steve Horvath, biostatistico e biogerontologo, sviluppando un orologio epigenetico che valuta lo stato di metilazione del Dna. La metilazione è uno dei processi chiave con cui l’organismo regola l’espressione dei geni nelle singole cellule e ne determina, pertanto, la funzionalità. L’aggiunta di gruppi metili alle basi azotate del Dna silenzia l’espressione dei geni, e può avere effetti positivi o negativi a seconda della funzione di quel determinato carattere. Nel nostro genoma, infatti, ci sono geni “buoni” che se vengono mantenuti attivi producono un vantaggio per l’organismo, ma ci sono anche altri geni “cattivi” che è bene che rimangano silenti. Uno dei presupposti per invecchiare in salute è la stabilità del nostro Dna: l’ipometilazione del gene SIRT6 e quindi l’espressione della proteina corrispondente (una sirtuina), per esempio, contrasta l’invecchiamento e reprime l’attività di geni destabilizzanti come quelli chiamati LINE-1, che, infatti, più sono metilati meglio è.

Le informazioni contenute nel Dna vengono tradotte e sintetizzate in proteine

Uno dei presupposti per invecchiare in salute è la stabilità del Dna

Gli orologi epigenetici

L’orologio di Horvath rientra nella classe degli orologi epigenetici, che – semplificando – considerano i processi che determinano l’espressione genetica delle cellule e, di conseguenza, la loro funzionalità (abbiamo approfondito l’orologio di Horvath in questo articolo). Fra i meccanismi responsabili dell’invecchiamento, quelli epigenetici hanno mostrato di avere un ruolo fondamentale, anche maggiore rispetto ai danni genetici che si accumulano nel tempo nel Dna. La metilazione non è l’unico processo che può essere considerato e diversi orologi biologici sono stati definiti sulla base di altri parametri e processi fisiologici sensibili all’età.

Altri tentativi di misurare l’età biologica

Un altro processo strettamente collegato all’invecchiamento è l’accorciamento dei telomeri, le parti finali dei cromosomi che si consumano un po’ a ogni divisione cellulare. I telomeri svolgono un ruolo protettivo nei confronti del Dna, prevenendo l’accumulo di danni a suo carico, e molti studi negli ultimi anni hanno studiato una correlazione fra la loro lunghezza in alcune determinate cellule e il tempo di vita di un organismo. Ma in generale, come vedremo in uno dei prossimi articoli, se è vero che la lunghezza dei telomeri può fornire un’indicazione della salute generale di un individuo (e persino la sua predisposizione a sviluppare la forma grave di Covid), non sembra essere un valido metodo di misurazione dell’età biologica.

Un terzo tipo di orologio biologico prende in esame un altro processo che interessa l’espressione di una particolare famiglia di geni che appaiono collegati al processo di invecchiamento. Questo modello si chiama trascrittomico e misura l’espressione di qualche migliaio di geni. Ha una grande capacità di misurazione dell’età biologica e di predizione del rischio clinico, ma è estremamente complesso sia da mettere in pratica sia da interpretare, e si usa solo nella ricerca sperimentale. Un quarto tipo di orologio utilizza un sistema più semplice, chiamato glicazione. Questo metodo misura un processo degenerativo strettamente collegato al livello di infiammazione dell’organismo e che si esprime quando una molecola di zucchero si lega a una molecola proteica, alterandone il funzionamento originale. Lo strumento di diagnosi dell’età biologica che ne deriva analizza la presenza di questi zuccheri (chiamati glicani) sulle immunoglobuline (anticorpi), e correla questo dato con i processi infiammatori in corso nell’organismo.

Gli orologi biologici sono stati definiti sulla base di diversi parametri e processi fisiologici sensibili all’età

Biomarcatori per i singoli tessuti

Accanto agli orologi biologici ci sono alcuni test che possono essere svolti e che considerano biomarcatori specifici di alcuni tessuti collegati all’invecchiamento. Nello specifico, misurano una serie di fattori che riflettono il costante cambiamento dei processi molecolari, cellulari e fisiologici che mantengono l’equilibrio e la stabilità dell’organismo in relazione alle condizioni ambientali e all’invecchiamento stesso. Fra i test che si possono eseguire ci sono quelli proteomici (che misurano le proteine), degli acidi nucleici (misurazione del DNA o di piccole molecole di RNA), metabolomici, dei lipidi e di altri sottoprodotti del metabolismo (ad esempio, le specie reattive dell’ossigeno direttamente collegate all’ossidazione e ai processi infiammatori).

La forza di queste misurazioni, il numero sintetico, è anche il loro limite: ovvero non ci fornisce indicazioni su come intervenire per migliorare questo numero e ringiovanire fisiologicamente e non ci indica un rischio specifico ma un rischio generico

Dove si sta dirigendo la ricerca

Tutti questi sforzi di misurare l’età biologica devono però tradursi nella possibilità di estrapolare indicazioni terapeutiche o di prevenzione dell’invecchiamento e dell’insorgenza di malattie. Gli studi condotti finora sugli orologi biologici testati hanno mostrato che essi sono utili a predire i principali fattori di rischio dell’invecchiamento (come la pressione sanguigna, il colesterolo, la proteina c-reattiva) e dello sviluppo di malattie. I limiti, finora, riguardano la difficoltà di trovare o usare singoli parametri per determinare il processo di invecchiamento dell’organismo nella sua complessità. Occorre, infatti, integrare diversi marcatori per definire in modo esauriente lo stato di diversi processi fisiologici, fattori di rischio e di invecchiamento.

Attualmente, l’uso degli orologi biologici è legato alla loro capacità di fornire in modo sintetico una misura del processo di invecchiamento che il nostro organismo sta subendo, confrontandolo con l’età anagrafica. In poche parole, possiamo essere più giovani o più vecchi rispetto alla nostra età solare. La forza di queste misurazioni, il numero sintetico, è però anche il loro limite: ovvero non ci fornisce indicazioni su come intervenire per migliorare questo numero e ringiovanire fisiologicamente, e non ci indica un rischio specifico ma solo un rischio generico.

La comunità scientifica sta quindi cercando di potenziare la capacità predittiva degli orologi biologici e la loro applicabilità clinica con nuovi approcci in grado di misurare non solo il dato sintetico ma anche le sue “componenti” specifiche. SoLongevity ha messo a punto un suo sistema multidimensionale di misurazione dell’età biologica, che si basa in gran parte sui processi epigenetici e che fornisce sia un dato sintetico, sia le componenti che lo costituiscono. L’obiettivo principale è ricavare informazioni utili e puntuali per mettere in campo interventi terapeutici e preventivi, e rallentare – o persino spostare indietro – le lancette dell’orologio biologico.

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