Analýza extracelulárních vezikul odhaluje stárnutí na molekulární úrovni
Extracelulární vezikuly (EV) představují klíčové mediátory mezibuněčné komunikace, které v sobě nesou molekulární informace o fyziologických změnách probíhajících v organismu. Jejich zkoumání z krevních vzorků umožňuje získat komplexní pohled na interakce mezi systémy a orgány a na základní procesy stárnutí. Generování smysluplných poznatků z těchto dat je komplexní úkol, nicméně v této oblasti dochází k pokroku.
Nedávný výzkum se zaměřil na shromažďování a analýzu dat týkajících se věkem podmíněných změn ve vlastnostech a obsahu extracelulárních vezikul získaných z krevní plazmy. Vědci analyzovali EV pocházející z plazmy kohorty zdravých jedinců, rozdělených podle věku. Pro analýzu byly využity metody jako size exclusion chromatography, surface profiling, nanoparticle tracking a small RNA sequencing.
Změny povrchových markerů
Byly zjištěny věkem podmíněné změny v povrchových markerech EV. Konkrétně došlo k poklesu úrovní CD3, CD56, HLA-A a CD45 a naopak k nárůstu CD14 a CD69. Tyto změny naznačují posun v imunofenotypu EV, který je konzistentní s konceptem imunosenescence (stárnutí imunitního systému) a se změnami v populacích cirkulujících imunitních buněk. Tyto posuny by mohly odrážet snížený příspěvek adaptivních imunitních buněk do celkového množství cirkulujících EV a zvýšené uvolňování vezikul aktivovanými monocyty. Dřívější zjištění rovněž naznačují, že profilování povrchových antigenů EV může sloužit jako biomarker stárnutí, který reflektuje znaky „inflammaging“ (chronického zánětu spojeného se stárnutím) a predikuje kardiovaskulární riziko u jednotlivců. Dále je možné, že změny v povrchových markerech EV nejen indikují rozdílný buněčný původ, ale mohou také ovlivnit příjem těchto vezikul různými cílovými buňkami, což by v konečném důsledku mohlo ovlivnit mezibuněčnou komunikaci během stárnutí.
Analýza malých RNA
Analýza malých RNA spojených s EV odhalila odlišné seskupení podle věkové skupiny. Kohorta mladých jedinců vykazovala výrazně odlišný profil ve srovnání s jedinci středního a staršího věku. Tato časná divergence v miRNA signatuře EV naznačuje, že některé molekulární znaky stárnutí jsou kódovány v EV ještě předtím, než se klinicky projeví známky poklesu funkcí v pozdějším věku. U starších jedinců byly kromě posunů v imunofenotypu, konzistentních s imunosenescencí, pozorovány také odlišné miRNA signatury obohacené o svalově specifické a s metabolismem související miRNA. Mezi ně patří miR-206, miR-143-3p, miR-122-5p a miR-20b-3p, které jsou spojeny se svalovou, metabolickou a cévní funkcí. Bylo také zjištěno, že miR-6529-5p, která je spojována s neuroprotekcí, byla ve stáří zvýšená.
Dopady a potenciál biomarkerů
Analýza cílových genů odhalila zapojení těchto vezikul do drah stárnutí, jako jsou Ras, VEGF a MAPK signaling. Množství EV miRNA a počet částic korelovaly s markery biologického stárnutí, mezi které patří GDF-15, viscerální tuk a kvalita svalů. Tyto poznatky poukazují na koordinované změny v EV související s věkem, které reflektují stárnutí pohybového aparátu a metabolismu. Podporují rovněž potenciál extracelulárních vezikul jako minimálně invazivních biomarkerů biologického stárnutí a funkčního poklesu.