Les «horloges vieillissantes» vous indiquent à quel point vous êtes «plus âgé» que votre âge chronologique. Comment fonctionnent-ils?

Pensez à une batterie: de nouvelles batteries commencent à 100% de capacité, en termes de capacité à maintenir de manière fiable une charge, mais cette capacité baisse au fil du temps lorsque la batterie cycles et éteint les appareils. L’âge biologique est un concept de capacité similaire, et les outils que les chercheurs et les cliniciens utilisent pour mesurer ton La capacité est connue sous le nom d’horloges vieillissantes, également appelées «horloges omiques» ou «tests d’âge biologique».

Bien que ces horloges soient en développement, la science de l’âge biologique en est encore à ses balbutiements. Les premières descriptions des horloges vieillissantes est apparu dans des revues en 2013. Depuis lors, les chercheurs ont développé des dizaines d’horloges vieillissantes qui mesurent l’âge biologique via différentes mesures, telles que les profils de protéines, la fonction du système immunitaire et Modifications épigénétiquesce qui signifie des modifications de l’ADN qui modifient le fonctionnement des gènes sans changer le code sous-jacent de l’ADN.

Les horloges vieillissantes sont généralement construites sur modèles d’apprentissage automatique – Modèles statistiques qui reconnaissent les modèles dans les données et font des prédictions basées sur ces modèles. Ces modèles sont basés sur une technique mathématique appelée régressionqui cherche à prédire la probabilité d’événements basés sur de nombreuses variables et leur importance relative à la prédiction, appelée «poids».

Ces modèles d’apprentissage automatique utilisés dans les horloges vieillissants sont formés sur des milliers de points de données « biomarqueurs ». Les biomarqueurs sont des mesures de certains composés, souvent mais pas toujours à partir d’échantillons de sang, qui agissent comme une mesure indirecte d’une condition ou d’un processus biologique. Par exemple, les niveaux plus élevés que la normale de la protéine C-réactive et le nombre de globules blancs signifient généralement que le système immunitaire répond à une infection. Le sang est une si bonne source de biomarqueurs car il circule à travers tout le corps et ramasse inévitablement des signes de maladie, a expliqué le soleil.

Les horloges sont également formées sur le âges chronologiques et statuts de santé des personnes fournissant des échantillons à l’ensemble de données.

L’algorithme analyse ces données et recherche des modèles – la force principale de l’apprentissage automatique – avant de proposer un ensemble de règles avec lesquelles interpréter de nouveaux points de données qui n’étaient pas inclus dans l’ensemble de données d’origine. De cette façon, cela peut faire des prédictions sur la santé d’une personne donnée, même si elle ne « sait » pas « son âge ou son état de santé. Il peut simplement s’échapper des biomarqueurs et des modèles tirés des données d’origine.

Les premières horloges vieillissantes, ainsi que beaucoup de leurs successeurs, sont basées sur l’épigénétique – en particulier, Données de méthylation de l’ADN. Les groupes méthyle sont des molécules qui se verrouillent sur certains sites de l’ADN, influençant si le gène auquel ils sont attachés est actif.

Ce qui est essentiel, c’est que ces sites peuvent gagner ou perdre des groupes méthyle au fil du temps. Schémas de méthylation varier à travers le corpset la recherche suggère qu’ils changent de manière prévisible avec l’âge. En analysant ces modèles typiques, une horloge épigénétique peut estimer l’âge biologique d’un individu. La différence entre leur âge réel et l’âge prévu – appelé l’écart d’âge, ou le «delta» – détermine s’ils vieillissent plus rapidement ou plus lent que la norme saine.

Une étude en 2024 dans la revue Épigénomique Détails Quatre générations d’horloges épigénétiques:

Première génération: Formé uniquement sur les données de méthylation et ne mesuré que le delta, ou la différence entre l’âge chronologique et l’âge biologique calculé. Ils peuvent dire combien de «plus âgés» ou de «plus jeunes» que vous regardez par rapport à une norme.

Troisième génération: Estimez à la fois l’écart d’âge et la rapidité avec laquelle quelqu’un vieillit en termes de taux. Alors que les horloges de première génération sont plus un compteur, suivant la façon dont vous êtes allé, ces horloges de troisième génération ressemblent davantage à un compteur de vitesse, vous indiquant à quelle vitesse vous arriverez là où vous allez. Les exemples incluent DunedInpace et Dunedinpacni.

Les changements dans la méthylation de l’ADN et d’autres marqueurs épigénétiques sont caractéristiques du vieillissementmais il y en a beaucoup d’autres. Ainsi, d’autres types d’horloges vieillissantes mesurent les biomarqueurs de ces caractéristiques.

Les horloges protéomiques, par exemple, recherchent des modèles dans le profil protéique d’un individu, généralement basé sur des échantillons de sang. Parce que les protéines sont impliquées dans presque tous les processus pathologiques et Les protéines sont la cible de presque tous les produits pharmaceutiquesles chercheurs pensent que les horloges protéomiques pourraient se concentrer sur les moteurs réels du vieillissement, potentiellement découvrir de nouvelles cibles d’intervention.

Les horloges métabolomiques mesurent et font des prédictions en fonction de votre profil de métabolites, qui sont des sous-produits du métabolisme, le processus de transformation du corps en énergie. Les techniques de collecte pour les données métabolomiques sont peu coûteuses et largement disponibles, ce qui rend ces horloges utiles pour les études de population à grande échelle.

Pendant ce temps, l’horloge Dunedinpacni est basée sur des données de structure cérébrale recueillies à partir des IRM. Certaines horloges sont spécifiques à l’organe, certaines sont spécifiques aux cellules et certaines combinent d’autres horloges pour créer des horloges de vieillissement « multiomiques ».

Pour que les horloges vieillissantes soient utiles, « ils devraient être à la fois pronostiques – capables de dire à l’avenir – et ils devraient répondre aux interventions », a déclaré Dr Dan Hendersonmédecin de soins primaires au Brigham and Women’s Hospital et instructeur de médecine à la Harvard University Medical School. En d’autres termes, les horloges devraient prédire avec précision le risque de maladie des patients et un changement en réponse à une personne recevant un traitement efficace; Si le traitement fonctionne, son «âge» devrait baisser.

Pour l’instant, Sun pense que les applications les plus utiles des horloges vieillissantes restent dans le laboratoire. Il a dit que ces outils pourraient aider à déterminer si un traitement affecte réellement le processus de vieillissement. Au lieu de suivre les sujets de l’étude pendant des années pour voir comment un traitement affecte leurs résultats pour la santé, les scientifiques peuvent faire des prédictions fiables sur la base d’échantillons prélevés avant et peu de temps après le traitement.