Um novo estudo liderado por cientistas da Stanford Medicine demonstra uma maneira simples de estudar o envelhecimento dos órgãos, analisando proteínas distintas, ou conjuntos delas, no sangue, permitindo a previsão do risco de doenças dos indivíduos.
Stanford Medicine: Prever o Primeiro Órgão a falhar no Corpo Humano
Como qualquer carro, casa ou sociedade típica, o ritmo com que partes do nosso corpo se desintegram varia de parte para parte.
Um estudo com 5.678 pessoas, liderado por investigadores da Stanford Medicine, mostrou que os nossos órgãos envelhecem a taxas diferentes – e quando a idade de um órgão é especialmente avançada em comparação com a sua contraparte em outras pessoas da mesma idade, a pessoa que o carrega está em maior idade. risco tanto de doenças associadas a esse órgão como de morte.
De acordo com o estudo, cerca de 1 em cada 5 adultos razoavelmente saudáveis com 50 anos ou mais apresenta pelo menos um órgão envelhecendo em um ritmo fortemente acelerado.
O lado bom: pode ser possível que um simples exame de sangue possa dizer quais órgãos do corpo de uma pessoa, se houver, estão envelhecendo rapidamente, orientando as intervenções terapêuticas muito antes dos sintomas clínicos se manifestarem.
“Podemos estimar a idade biológica de um órgão em uma pessoa aparentemente saudável”, disse o autor sênior do estudo, Tony Wyss-Coray , PhD, professor de neurologia e DH Chen Professor II. “Isso, por sua vez, prevê o risco de uma pessoa ter doenças relacionadas a esse órgão.”
Hamilton Oh e Jarod Rutledge, estudantes de pós-graduação no laboratório de Wyss-Coray, são os principais autores do estudo , que foi publicado online em 6 de dezembro na Nature .
Idade biológica versus idade cronológica
“Numerosos estudos apresentaram números únicos que representam a idade biológica dos indivíduos – a idade implícita por uma gama sofisticada de biomarcadores – em oposição à sua idade crónica, o número real de anos que se passaram desde o seu nascimento”, disse Wyss-Coray, que também é diretor da Iniciativa Phil e Penny Knight para Resiliência Cerebral .
O novo estudo foi um passo além, apresentando números distintos para cada um dos 11 órgãos, sistemas orgânicos ou tecidos principais: coração, gordura, pulmão, sistema imunológico, rim, fígado, músculo, pâncreas, cérebro, vasculatura e intestino.
“Quando comparamos a idade biológica de cada um desses órgãos para cada indivíduo com seus equivalentes entre um grande grupo de pessoas sem doenças graves óbvias, descobrimos que 18,4% das pessoas com 50 anos ou mais tinham pelo menos um órgão envelhecendo significativamente mais rapidamente do que a média”, disse Wyss-Coray. “E descobrimos que esses indivíduos correm maior risco de doenças naquele órgão específico nos próximos 15 anos.”
Apenas cerca de 1 em cada 60 pessoas no estudo tinha dois órgãos envelhecendo tão rapidamente. Mas, disse Wyss-Coray, “eles tinham 6,5 vezes o risco de mortalidade de alguém sem qualquer órgão acentuadamente envelhecido”.
Usando tecnologias comercialmente disponíveis e um algoritmo criado por eles próprios, os pesquisadores avaliaram os níveis de milhares de proteínas no sangue das pessoas, determinaram que quase 1.000 dessas proteínas se originaram em um ou outro órgão e vincularam níveis aberrantes dessas proteínas aos órgãos correspondentes. ‘envelhecimento acelerado e suscetibilidade a doenças e mortalidade.
Eles começaram verificando os níveis de quase 5.000 proteínas no sangue de pouco menos de 1.400 pessoas saudáveis com idades entre 20 e 90 anos, mas principalmente em fases intermediárias e tardias da vida, e sinalizando todas as proteínas cujos genes eram quatro vezes mais ativados em um órgão em comparação com com qualquer outro órgão. Eles encontraram quase 900 dessas proteínas específicas de órgãos, que reduziram para 858 para fins de confiabilidade.
Para fazer isso, eles treinaram um algoritmo de aprendizado de máquina para adivinhar a idade das pessoas com base nos níveis dessas quase 5 mil proteínas. O algoritmo tenta escolher as proteínas que melhor se correlacionam com uma característica de interesse (neste caso, o envelhecimento biológico acelerado numa pessoa ou num órgão específico) perguntando, uma por uma: “Esta proteína melhora a correlação?”
Os cientistas verificaram a precisão do algoritmo avaliando as idades de outras cerca de 4.000 pessoas que eram de alguma forma representativas da população dos EUA.
Em seguida, eles usaram as proteínas que identificaram para se concentrar em cada um dos 11 órgãos selecionados para análise, medindo os níveis de proteínas específicas dos órgãos no sangue de cada indivíduo.
Embora houvesse alguma sincronia modesta de envelhecimento entre órgãos separados no corpo de qualquer pessoa, os órgãos individuais dessa pessoa seguiram caminhos separados ao longo do caminho do envelhecimento.
Diferença de idade dos órgãos
Para cada um dos 11 órgãos, a equipe de Wyss-Coray descobriu uma “diferença de idade”: a diferença entre a idade real de um órgão e sua idade estimada com base nos cálculos do algoritmo baseados em proteínas específicas do órgão. Os investigadores descobriram que as diferenças de idade identificadas para 10 dos 11 órgãos estudados (a única excepção é o intestino) estavam significativamente associadas ao risco futuro de morte por todas as causas ao longo de 15 anos de acompanhamento.
Ter um órgão com envelhecimento acelerado (definido como ter uma idade biológica do órgão com pontuação de algoritmo de 1 desvio padrão maior do que a média do grupo para esse órgão entre pessoas da mesma idade cronológica) acarretava um risco de mortalidade 15% a 50% maior nos próximos 15 anos, dependendo do órgão afetado.
Pessoas com envelhecimento cardíaco acelerado, mas que inicialmente não apresentavam doença ativa ou biomarcadores clinicamente anormais, apresentavam um risco 2,5 vezes maior de insuficiência cardíaca do que pessoas com coração normalmente envelhecido, mostrou o estudo.
Aqueles com cérebros “mais velhos” tinham 1,8 vezes mais probabilidade de apresentar declínio cognitivo ao longo de cinco anos do que aqueles com cérebros “jovens”. O envelhecimento acelerado do cérebro ou da vasculatura – qualquer um deles – previu o risco de progressão da doença de Alzheimer, assim como os melhores biomarcadores clínicos usados atualmente.
Houve também fortes associações entre um escore renal de envelhecimento extremo (mais de 2 desvios padrão acima da norma) e hipertensão e diabetes, bem como entre um escore cardíaco de envelhecimento extremo e fibrilação atrial e ataque cardíaco.
“Se conseguirmos reproduzir esta descoberta em 50.000 ou 100.000 indivíduos”, disse Wyss-Coray, “isso significará que, monitorizando a saúde de órgãos individuais em pessoas aparentemente saudáveis, poderemos ser capazes de encontrar órgãos que estão a sofrer um envelhecimento acelerado nas pessoas. corpos, e poderemos tratar as pessoas antes que fiquem doentes.”
Identificar as proteínas específicas de órgãos que melhor indicam o envelhecimento excessivo dos órgãos e, consequentemente, o risco elevado de doenças também pode levar a novos alvos de medicamentos, disse ele.
Wyss-Coray, Oh e Rutledge co-fundaram uma empresa, Teal Omics Inc., para explorar a comercialização de suas descobertas. O Escritório de Licenciamento de Tecnologia da Universidade de Stanford apresentou um pedido de patente relacionado a este trabalho.
Pesquisadores da Universidade de Washington; a Universidade da Califórnia, São Francisco; a Faculdade de Medicina Albert Einstein; e o Montefiore Medical Center contribuíram para o trabalho.
O estudo foi financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (bolsas P50AG047366, P30AG066515, AG072255, AG057909, AG061155, AG044829, AG066206 R01AG044546, RF1SH053303, RF1AG058501, UQ1AG058922, P01AG 003991, RF1AG074007 e T32AG047126), o Stanford Alzheimer’s Disease Research Center, o Michael J Fundação Fox, Associação de Alzheimer, Fundação de Pesquisa da Via Láctea e Nan Fung Life Sciences.
Por Bruce Goldman é redator científico sênior do Escritório de Comunicações.
