Mõned inimesed armastavad öelda, et vanus on lihtsalt number. Paljud teadlased nõustuvad üha enam, väites, et DNA, valk või muud molekulaarsed mõõtmised võivad inimese „bioloogilise“ vanuse kohta öelda tõesemat teavet kui see, mis on kirjas tema sünnitunnistusel. Sajad viimastel aastatel välja töötatud nn vananemiskellad peegeldavad seda ideed ja kliinilistes uuringutes on hakatud neid kasutama, et hinnata patsientide reaktsiooni oletatavale vananemisvastasele ravile. Mitmed tervisekliinikud väidavad nüüd, et nad suudavad järsu hinna eest inimese tegelikku vanust vähendada, ja mitmed ettevõtted pakuvad bioloogilise vanuse testimist murelikele patsientidele - ja isegi nende koertele.
Kuid teadlased ei ole ühel meelel selles, millised vananemiskellad töötavad kõige paremini või kuidas nende tulemusi kontrollida. „Me peame neid süstemaatiliselt hindama,“ ütleb bioinformaatik Mahdi Moqri Harvardi meditsiinikoolist. See on ajendiks enneolematule võistlusele, mida rahastavad mittetulundusühingud ja filantroopid ning mida korraldab organisatsioon nimega Biomarkers of Aging Consortium, mis paneb sadu kellasid üksteise vastu võitlema teaduslikele auhindadele - ja umbes 300 000 dollari suuruse auhinnaraha eest.
500 inimese anonüümsete andmete ja terviseandmete põhjal püüavad võistlejad teha kõige täpsemaid prognoose kronoloogilise vanuse, surmaea ja „tervisliku eluea“ (aeg mitme vanusega seotud haiguse tekkimiseni) kohta. „Konkurents on kellade tegijate jaoks „pane või suu kinni“,“ ütleb biogerontoloog Steve Horvath rakkude noorendamise firmast Altos Labs, kes töötas välja DNA-põhise vananemisanalüüsi, mis käivitas selle valdkonna rohkem kui kümme aastat tagasi.
Sel suvel avaldas konsortsium võistluse esimese vooru tulemused, kus võistlejad pidid hindama katsealuste kronoloogilist vanust. Kolmkümmend seitse meeskonda esitasid rohkem kui 550 kella; konkurentide hulgas oli nii vanu kellategijaid, üks ettevõte, kes juba turustab testi, kui ka uusi tulijaid. „Ma pidasin seda pigem lõbusaks projektiks,“ ütleb Jakob Träuble, Cambridge'i ülikooli biotehnoloogia doktorant. Tema ja Stefan Jokiel, Müncheni Ludwig Maximilian Ülikooli füüsika magistrant, saavutasid kolmanda koha, saades osa 30 000 dollari suurusest auhinnafondist.
Konsortsium teeb 1. novembril teatavaks 70 000 dollari suuruse teise vooru tulemused. See tähendab, et tuleb ennustada vanust surma hetkel 15-20% uuritavatest, kes on juba surnud. Järgmisel aastal toimuva lõppvooru võistlejad seisavad silmitsi veelgi raskema väljakutsega: ennustada, millal andmekogumisse kuuluvatel inimestel tekkis mitu vanusega seotud haigust.
Täpsemad ja valideeritumad kellaajad võiksid olla suureks abiks võimalike vananemisvastaste ravimeetodite kliinilistes uuringutes. Samuti võivad need aidata palju suuremat võistlust: eelmisel aastal algatatud XPRIZE Healthspan, mille raames jagatakse 101 miljonit dollarit teadlaste vahel, kes 2030. aastaks leiavad strateegiaid, mis suudavad pöörata ümber lihaste, aju ja immuunsüsteemi vananemisega seotud halvenemise.
Aastate jooksul on teadlased tervitanud mitmesuguseid vananemismeetmekandidaate. Mõned kasutavad vaid ühte markerit, näiteks telomeeride, kromosoomide otstes asuvate kaitsvate korkide pikkust. Need üksikud mõõtmised ei kajasta vananemise keerukust, ütleb Harvardi meditsiinikooli bioteadlane Vadim Gladõšev, kes on vananemise biomarkerite konsortsiumi liige. Paljutõotavamad on tema sõnul kellad, mis koondavad andmeid, näiteks erinevate valkude arvukust veres või DNA keemiliste muutuste mustreid, mida nimetatakse metülatsiooniks.
Metüülimise kellad on edenenud. Umbes 30 miljonit kohta, mida nimetatakse CpG-kohtadeks, võivad inimese genoomis olla metüülitud. Muutused lülitavad sageli geene sisse või välja ning nende jaotumine kogu genoomis muutub inimeste vananedes.
Horvath, kes samuti kuulub konsortsiumi, hakkas DNA metülatsiooni kasutama vananemiskellana juhuslikult. 2010. aastal andsid ta ja tema homoseksuaalne vend süljeproove uuringuks, mille eesmärk oli tuvastada identsete kaksikute seksuaalse orientatsiooni markerid. Horvath andis uuringule ka oma statistilised teadmised ja sai kaasautoriks. Teadlased mõõtsid enam kui 27 000 koha metüülimisolekut, kuid andmed ei näidanud midagi seksuaalse sättumuse kohta. Horvath ja kolleegid mõistsid siiski, et metüülimõõtmine vaid 88 CpG-koha puhul ennustas osalejate vanust umbes 5 aasta täpsusega, mille tulemuse nad avaldasid 2011. aastal.
2013. aastal näitas ta, et laiendades metülatsiooniuuringut 353 CpG-kohale erinevate kudede, sealhulgas vere DNA-s, sai ta vanust täpsemalt hinnata, käivitades seega samanimelise Horvathi kella. 2019. aastal kirjeldas Horvathi ja arvutusteadlase Ake Lu, nüüd samuti Altos Labs'is töötava teadlase juhitud meeskond veelgi võimsamat kella. Sobiva nimega GrimAge suudab teha prognoose, millal inimesed haigestuvad südamehaigustesse või vähki või surevad.
Teadlased on tutvustanud terve rea teisi metüülimisel põhinevaid kelli, sealhulgas Hannumi kella, PhenoAge, DunedinPACE ja DNAm Age, mis suudavad ennustada kronoloogilist vanust, suremust ja vananemise kiirust. „Valdkond on plahvatuslikult kasvanud,“ ütleb Gladyshev.
Enamik metüleerimiskellasid tuginevad mitmesugusele tehisintellektile (AI), mida tuntakse masinõppe nime all, mis suudab suurtest andmekogumitest mustreid välja selgitada. Kroonilise vanuse ennustamiseks treenivad teadlased algoritmi esmalt, andes talle metüülimisandmeid inimestelt, kelle vanus on teada. Kui kella on õppinud, millised metüülimisekohad on seotud vanusega, saab see inimese metüülimustri muuta tema bioloogilise vanuse hinnanguks - see näitab, kas ta vananeb kiiremini või aeglasemalt kui tema eakaaslased. Koolitades tehisintellekti tervise ja suremuse andmete põhjal, saavad teadlased ennustada ka surma või haiguse tekkimise aega.
Lisateave: https://www.science.org/content/article/scientific-showdown-seeks-biological-clock-best-tracks-aging
