Cómo es el nuevo reloj epigenético desarrollado por expertos de Harvard que podría predecir el envejecimiento celular

Se trata de un modelo de aprendizaje automático capaz de medir la edad biológica de las células, más allá de la cronológica. Cómo este avance podría impulsar la longevidad

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La edad biológica es afectada por cambios en nuestro ADN a nivel epigenético (Imagen Ilustrativa Infobae)
La edad biológica es afectada por cambios en nuestro ADN a nivel epigenético (Imagen Ilustrativa Infobae)

Un nuevo estudio realizado por expertos de la Universidad de Harvard reveló una nueva manera de medir la edad biológica de las células. Esto quiere decir que, más allá de la edad cronológica medida en años desde el nacimiento, el cuerpo también pasa por cambios a nivel epigenético que aceleran o ralentizan el envejecimiento.

Este “reloj”, diseñado por un grupo de investigadores de la Brigham and Women’s Hospital, afiliado a Harvard, se trata de un modelo de aprendizaje automático, es decir, inteligencia artificial, según informaron en un comunicado de prensa.

“Nuestros relojes distinguen entre cambios que aceleran y contrarrestan el envejecimiento para predecir la edad biológica y evaluar la eficacia de las intervenciones contra el envejecimiento”, comentó Vadim Gladyshev, el investigador principal del estudio que fue publicado en la revista Nature Aging. También explicó que, si bien ya existen relojes capaces de correlacionar patrones de metilación y rasgos que tienen que ver con el envejecimiento, no son capaces de identificar cuáles de esos rasgos envejecen y cuáles desaceleran el envejecimiento.

¿Qué es la epigenética?

Los nucleótidos citosina y guanina se encuentran conectados en la cadena del ADN (Imagen ilustrativa Infobae)
Los nucleótidos citosina y guanina se encuentran conectados en la cadena del ADN (Imagen ilustrativa Infobae)

Según el Instituto Nacional de Cáncer de Estados Unidos, la epigenética es el “estudio de los cambios que activan o inactivan los genes sin cambiar la secuencia del ADN, a causa de la edad y la exposición a factores ambientales”. Dicho de otro modo, son todos los procesos que suceden alrededor del material genético y lo afectan, pero sin modificarlo.

Los investigadores observaron que la metilación, proceso epigenético que influye en el ADN en el momento de la división celular, se asocia con el envejecimiento. En específico cuando ocurre en las regiones de la cadena donde un nucleótido de citosina es seguido por uno de guanina, también llamados “sitios CpG”. Este proceso es afectado por hábitos como el tabaquismo, pero también tiene una fuerte relación con la herencia genética, “lo que explica por qué personas con estilos de vida similares pueden envejecer a ritmos diferentes”, aclara el comunicado de Harvard.

¿Cómo funciona este reloj?

Kejun (Albert) Ying, estudiante en el laboratorio de Gladyshev, encontró relaciones causales entre estructuras del ADN y rasgos observables en más de 20.000 sitios CpG según ocho características: “Esperanza de vida, la longevidad extrema (definida como la supervivencia más allá del percentil 90), la duración de la salud (edad de la primera incidencia de una enfermedad importante relacionada con la edad), el índice de fragilidad (una medida de la fragilidad de cada persona basada en la acumulación de déficits de salud durante la vida), salud autoevaluada y tres medidas amplias relacionadas con el envejecimiento que incorporan antecedentes familiares, estatus socioeconómico y otros factores de salud”.

Los investigadores entrenaron a los modelos de aprendizaje automático con datos pertenecientes a miles de individuos para lograr que sus resultados sean confiables (Imagen Ilustrativa Infobae)
Los investigadores entrenaron a los modelos de aprendizaje automático con datos pertenecientes a miles de individuos para lograr que sus resultados sean confiables (Imagen Ilustrativa Infobae)

Para poder determinar estas vinculaciones, los expertos se basaron en una aleatorización mendeliana de todo el epigenoma (EWMR). Es decir que utilizaron variantes genéticas para determinar si una asociación entre un factor de riesgo y el resultado que habían observado era un efecto causal. Tras determinar este punto, crearon tres modelos capaces de comprender cómo se relacionan determinados sucesos con el envejecimiento de las células: CausAge (predice la edad biológica basándose en componentes causales del ADN); DamAge (se enfoca en los cambios dañinos que aceleran el envejecimiento); y AdaptAge (incluye únicamente cambios protectores del ADN contra el envejecimiento). Los entrenaron con datos de 2,664 personas de la Generation Scotland Cohort, un biobanco escocés que recompila información biológica de miles de voluntarios.

Gracias a todo esto, pudieron desarrollar un mapa para saber exactamente en qué sitios de la secuencia genética se desarrolla el envejecimiento. Esto les permitiría medir la eficacia de tratamientos que aumenten la esperanza de vida.

¿Cómo validaron su funcionamiento?

Los malos hábitos afectan a la metilación del ADN y, por ende, al envejecimiento (Freepik)
Los malos hábitos afectan a la metilación del ADN y, por ende, al envejecimiento (Freepik)

Para validar el funcionamiento de este avance, utilizaron datos de 4,651 individuos pertenecientes al Framingham Heart Study y al Normative Aging Study, ambos estudios enfocados en la evolución a lo largo de los años de individuos con ciertos problemas de salud. El programa DamAge mostró resultados futuros desfavorables, incluso hasta la mortalidad; mientras que AdaptAge reveló que los cambios protectores en la metilación del ADN podrían ser beneficiosos para lograr tener una mayor expectativa de vida, mientras que los daños relacionados con la edad avanzada podrían contribuir con el riesgo de muerte.

También los probaron usando muestras de personas con enfermedades crónicas, como el cáncer, y de individuos que tuvieron malos hábitos durante sus vidas, como el fumar cigarrillos. Según afirmaron, se obtuvieron resultados similares.

¿Qué beneficios puede brindar este reloj?

En ese tono, los científicos de Harvard aseguraron que poder detectar exactamente cuáles son los procesos epigenéticos que interfieren en el envejecimiento de las células y, en consecuencia, del cuerpo es esencial para evaluar y medir la efectividad de los tratamientos e intervenciones que pretenden aumentar la longevidad. Debido a este estudio, advirtieron que se estaría más cerca de poder vivir una vida más larga y de mejor calidad.

“Nuestros hallazgos representan un paso adelante para la investigación sobre el envejecimiento, permitiéndonos cuantificar con mayor precisión la edad biológica y evaluar la capacidad de nuevas intervenciones contra el envejecimiento para aumentar la longevidad”, concluyó Gladyshev.

*La información contenida en este artículo periodístico se desprende de la investigación denominada “La edad epigenética enriquecida por la causalidad desacopla daño y adaptación”, publicada en en la revista Nature Aging, de la que son autores: Kejun Ying, Hanna Liu, Andrei E. Tarkhov, Marie C. Sadler, Ake T. Lu, Mahdi Moqri, Steve Horvath, Zoltán Kutalik, Xia Shen y Vadim N. Gladyshev. Además del comunicado de prensa emitido por la Universidad de Harvard.

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