We worden allemaal oud en gaan dood, maar we weten nog steeds niet waarom. Dieet, lichaamsbeweging en stress hebben allemaal invloed op onze levensduur, maar de onderliggende processen die veroudering veroorzaken, blijven een mysterie. Vaak meten we de leeftijd door onze jaren sinds de geboorte te tellen en toch weten onze cellen niets van de chronologische tijd - onze organen en weefsels kunnen sneller of langzamer verouderen, ongeacht wat we zouden verwachten als we het aantal banen dat we rond de zon maken zouden tellen.

Om deze reden zoeken veel wetenschappers naar methoden om de "biologische leeftijd" van onze cellen te meten - die kan verschillen van onze chronologische leeftijd. In theorie zouden dergelijke biomarkers van veroudering een mate van gezondheid kunnen bieden die een revolutie teweeg kan brengen in de manier waarop we geneeskunde beoefenen.

Individuen zouden een biomarker van veroudering kunnen gebruiken om hun biologische leeftijd in de loop van de tijd te volgen, het effect van voeding, lichaamsbeweging en medicijnen te meten en hun effecten te voorspellen om de levensduur te verlengen of de kwaliteit van leven te verbeteren. Geneesmiddelen kunnen worden ontworpen en geïdentificeerd op basis van hun effect op de biologische leeftijd. Met andere woorden, we zouden het ouder worden zelf kunnen gaan behandelen.

Er is tot op heden echter geen nauwkeurige en zeer voorspellende test voor biologische leeftijd gevalideerd. Voor een deel komt dit omdat we nog steeds niet weten wat veroudering veroorzaakt en het dus niet kunnen meten. Definitieve vooruitgang in het veld vereist het valideren van biomarkers gedurende het hele leven van een patiënt, een onpraktische prestatie gezien de menselijke levensverwachting.

Om de onherleidbare componenten van veroudering te begrijpen, en hoe deze kunnen worden gemeten en getest, wenden onderzoekers zich tot proefdieren. In tegenstelling tot mensen leeft de nematode C. elegans gemiddeld twee weken, waardoor het gemakkelijker wordt om gedrags- en levensduurgegevens te verzamelen die anders eeuwen zouden vergen.

De nematode C. elegans begint de volwassenheid krachtig hun omgeving te verkennen. Na verloop van tijd vertragen ze en stoppen ze met kruipen, een gedragsfase die bekend staat als krachtige stopzetting van de beweging (VMC). VMC is een biomarker voor veroudering en een proxy voor de gezondheid van nematoden.

Studies van genetisch identieke nematoden hebben aangetoond dat het een krachtige voorspeller is van de levensduur van een worm, maar tegelijkertijd kunnen interventies die zijn ontworpen om veroudering te veranderen VMC onevenredig beïnvloeden in vergelijking met de levensduur en vice versa. Onderzoekers van het Centre for Genomic Regulation (CRG) in Barcelona proberen te begrijpen waarom dit gebeurt en wat dit betekent voor het verouderingsproces bij mensen.

Een team onder leiding van Dr. Nicholas Stroustrup, groepsleider bij het onderzoeksprogramma Systems Biology van het CRG, heeft de 'Lifespan Machine' ontwikkeld, een apparaat dat het leven en de dood van tienduizenden nematoden tegelijk kan volgen. De wormen leven in een petrischaaltje onder het toeziend oog van een scanner die hun hele leven in de gaten houdt. Door de nematoden maandenlang eenmaal per uur in beeld te brengen, verzamelt het apparaat gegevens met een ongekende statistische resolutie en schaal.

Hun resultaten beschrijven in het tijdschrift PLOS Computational Biology , ontdekte het onderzoeksteam dat nematoden ten minste twee gedeeltelijk onafhankelijke verouderingsprocessen tegelijkertijd hebben - één die VMC bepaalt en de andere het tijdstip van overlijden bepaalt.

Hoewel beide processen verschillende trajecten volgen, zijn hun frequenties met elkaar gecorreleerd, met andere woorden, bij personen bij wie VMC in een versneld tempo optrad, hetzelfde tijdstip van overlijden, en vice versa. Met andere woorden, uit de studie bleek dat elke individuele nematode ten minste twee verschillende biologische leeftijden heeft.

De onderzoekers deden de bevinding door een genetisch hulpmiddel te bouwen waarmee ze de verouderingssnelheid van de nematoden kunnen beheersen - door effectief een gemiddelde levensduur voor de populatie te kiezen die kan variëren van twee weken tot een paar dagen. De tool werkt door RNA-polymerase II - het enzym dat mRNA maakt - te taggen met een klein molecuul. Wormen kregen verschillende hoeveelheden van het hormoon auxine toegediend, dat de activiteit van RNA-polymerase II nauwkeurig regelt, wat op zijn beurt hun levensduur verandert.

Mensen zijn groter en in veel opzichten complexer dan nematoden, en hebben dus waarschijnlijk een nog groter aantal verschillende biologische leeftijden dan nematoden. Al met al laat de studie zien hoe meerdere, meestal onafhankelijke verouderingsprocessen samen kunnen werken om verschillende delen van het dier in verschillende snelheden te laten verouderen. De bevindingen dagen het concept uit dat dieren een enkele, unitaire maatstaf voor biologische leeftijd hebben die indicatief kan zijn voor de algehele gezondheid van een individu.

De onderzoekers ontdekten ook dat ongeacht welke levensveranderende mutaties en interventies ze de nematoden gaven, de statistische correlatie tussen de verschillende biologische leeftijden constant bleef.

Dit suggereert het bestaan ​​van een onzichtbare commandostructuur - of hiërarchische structuur - die de verouderingsprocessen van de worm regelt, waarvan de mechanismen nog moeten worden ontdekt. Dit betekent dat, hoewel verouderingsprocessen onafhankelijk kunnen zijn, het ook waar is dat sommige individuen 'snel verouderen' en anderen 'langzamer' zijn, in die zin dat veel van hun verouderingsprocessen op dezelfde manier sneller of langzamer gaan dan hun leeftijdsgenoten.

De studie stelt een cruciale veronderstelling van veroudering van biomarkers ter discussie, dat wanneer interventies zoals lichaamsbeweging of dieet een biomarker "verjongen", het een goed teken is dat de onderliggende biologie van veroudering op dezelfde manier is veranderd.

"Ons model laat zien dat biomarkers triviaal kunnen worden losgekoppeld van uitkomsten omdat ze een verouderingsproces meten dat niet direct betrokken is bij de uitkomst, maar er eenvoudig mee correleert in een systeem van hiërarchische processen", legt Dr. Stroustrup uit. "In eenvoudige bewoordingen, alleen omdat twee delen van een persoon de neiging hebben om te correleren in hun biologische leeftijd tussen individuen, betekent dit niet dat de ene de andere veroorzaakt, of dat ze waarschijnlijk gedeelde verouderingsmechanismen inhouden."

De bevindingen hebben gevolgen voor consumenten die commerciële producten krijgen aangeboden die hun biologische leeftijd beoordelen. Biologische leeftijdstests gebruiken panels van biomarkers waarvan wordt beweerd dat ze betekenisvol divers zijn. Deze kunnen duizend verschillende delen van een individu meten, maar die delen kunnen allemaal op dezelfde manier verward worden.

Volgens Dr. Stroustrup ligt de oplossing in het vinden van biomarkers die verschillende, op elkaar inwerkende verouderingsprocessen meten die ook minimaal met elkaar correleren. "Biomarkers die worden gebruikt om de biologische leeftijd te beoordelen, kunnen worden gewijzigd zonder een 'fast ager' in 'slow ager' te veranderen. Onderzoekers moeten zich concentreren op het meten van het effect van interventies op functionele resultaten in plaats van aan te nemen dat veranderingen in biomarkers de resultaten op een eenvoudige manier zullen voorspellen ’, besluit hij. + Verder verkennen

Eenzaam en ongelukkig zijn versnelt het ouder worden meer dan roken, blijkt uit onderzoek