Využití biologických hodin v biomedicínském výzkumu
Vývoj takzvaných hodin stárnutí, tedy nástrojů založených na technikách strojového učení, se v současnosti opírá o analýzu biologických dat, která se v průběhu života jedince proměňují. Mezi nejčastěji využívané podklady patří omická data, klinické biochemické výsledky z běžných krevních testů či obrazová data, například snímky oční čočky. Princip těchto hodin spočívá v kalibraci na referenční populaci. Pokud naměřený biologický věk překročí věk chronologický, koreluje tento rozdíl v rámci populačních studií se zvýšeným rizikem mortality a výskytem nemocí spojených s procesem stárnutí.
Hlavním cílem vývoje těchto nástrojů je jejich využití jako náhradních koncových bodů při hodnocení účinnosti intervencí zaměřených na prodloužení zdravého věku. Rychlé ověření potenciálních omlazujících terapií by umožnilo zefektivnit výzkum a prioritizovat nejslibnější postupy. Přetrvávajícím problémem však zůstává absence přímého a kauzálního propojení mezi daty použitými pro tvorbu hodin a mechanismy stárnutí na molekulární úrovni. V současnosti nelze předem určit, zda konkrétní model hodin přesně odráží účinky dané intervence, což znemožňuje jejich spolehlivé využití bez dlouhodobých a nákladných studií délky života.
Analýza citlivosti epigenetických biomarkerů
Současná vědecká praxe se proto zaměřuje na sběr dat o chování různých typů hodin v rámci klinických studií. Cílem je identifikovat vzorce, které napoví, které modely a metriky jsou pro hodnocení intervencí skutečně validní. Nedávná studie publikovaná v časopise Nature Medicine, která představila databázi TranslAGE, shrnuje poznatky z 51 longitudinálních intervenčních studií. Vědci v rámci tohoto projektu aplikovali 16 vybraných epigenetických hodin a 94 biomarkerů založených na metylaci DNA na data získaná z dosud provedených testů životního stylu a farmakologických intervencí, jako je například metformin, kalorická restrikce či terapeutická výměna plazmy.
Zjištění naznačují, že nejvyšší míru citlivosti vykazují hodiny navržené pro predikci mortality nebo tempa stárnutí. Výzkum potvrzuje, že odpověď biomarkerů na bázi metylace DNA je výrazně ovlivněna charakteristikami studované populace a dobou trvání studie. Ukázalo se také, že takzvané vysvětlitelné hodiny, které poskytují více dílčích skóre, nabízejí hlubší vhled do mechanismů, jakými intervence ovlivňují biologický věk, na rozdíl od modelů s jediným výsledným ukazatelem. Tato zjištění mají sloužit k optimalizaci designu budoucích klinických studií, výběru vhodných intervencí a zpřesnění metodiky tak, aby bylo možné v budoucnu stanovit standardizované biomarkery pro rychlé hodnocení terapeutických postupů.