Locul în care trăim ne poate schimba vârsta biologică. De ce europenii și asiaticii îmbătrânesc diferit, potrivit unui studiu

Locul în care trăim poate influența markerii biologici ai îmbătrânirii, dar nu în același fel pentru toate populațiile, sugerează un studiu publicat recent în revista Cell.

Cercetarea, coordonată de echipa geneticianului Michael Snyder de la Stanford School of Medicine, din SUA, este cea mai amplă investigație moleculară comparativă realizată până acum pe populații sănătoase de pe mai multe continente. Au fost analizați 322 de oameni de origine europeană, est-asiatică și sud-asiatică, dintre care unii trăiau în țara natală, iar alții se mutaseră de mult timp pe alt continent. Diferențele au apărut la nivelul a zeci de markeri din sânge: grăsimi, hormoni, expresia genelor care protejează celulele și compoziția microbiomului intestinal.

Din punct de vedere medical, rezultatele sugerează că unele intervale de referință ale analizelor uzuale ar putea să nu reflecte la fel de bine variațiile biologice dintre populații. O valoare considerată normală într-un grup poate avea altă semnificație la persoane cu alt fundal biologic sau care trăiesc într-un mediu diferit.

Același lucru se poate aplica și recomandărilor alimentare sau unor tratamente prezentate ca general valabile. Studiul arată că răspunsul organismului poate varia în funcție de origine, microbiom, alimentație, expuneri locale și stil de viață. De aceea, cercetătorii spun că medicina personalizată trebuie să includă și această variație, nu doar vârsta, sexul și diagnosticul pacientului.

„Pentru prima dată am profilat în detaliu oameni din toată lumea, din Asia, Europa și America de Nord. Asta ne permite să vedem ce trăsături moleculare și ce bacterii din intestin se asociază cu apartenența etnică și care se asociază cu geografia”, a declarat Snyder într-un comunicat al universității Stanford.

Cum a fost construit studiul

Probele au fost recoltate între 2016 și 2019, în timpul a cinci ediții ale congresului mondial organizat de Human Proteome Organization, desfășurate în Massachusetts, Taiwan, Irlanda, Florida și California. Fiecare participant a oferit probe biologice complete, care au fost analizate ulterior de zeci de laboratoare specializate.

Cercetătorii au cartografiat ADN-ul integral al participanților, activitatea genelor, proteinele și grăsimile din sânge, vitaminele, mineralele, hormonii și speciile de bacterii intestinale. Fiecare participant a declarat din ce regiune proveneau cei patru bunici ai săi, iar originea genetică a fost confirmată în laborator. Lotul a fost alcătuit în așa fel încât să cuprindă atât persoane care încă trăiau în țara de origine, cât și persoane care se mutaseră demult pe un alt continent. Comparația dintre aceste două categorii a permis separarea efectelor genetice de cele ale mediului.

Diferența dintre vârsta cronologică și cea biologică

Vârsta biologică, spre deosebire de cea din buletin, reprezintă o estimare a stării reale a corpului, calculată printr-un set de analize uzuale, printre care glicemia, markerii de inflamație, funcția renală, formula leucocitară. Algoritmul folosit de echipa de la Stanford se numește PhenoAge, a fost construit pe baza datelor unui mare studiu epidemiologic american și validat ulterior pe populații diverse.

Când vârsta biologică este mai mare decât vârsta cronologică, organismul are un profil mai îmbătrânit decât ar indica anii din buletin. Când este mai mică, semnele biologice arată un ritm mai lent de îmbătrânire. Diferența dintre cele două valori este numită, în literatura de specialitate, delta vârstă.

În rândul bărbaților est-asiatici incluși în studiu, s-a observat că cei rămași în Asia aveau o vârstă biologică mult mai mică decât a celor mutați în SUA și Canada. În cazul celor de origine sud-asiatică, mutarea în afara regiunii natale era de asemenea asociată cu îmbătrânire accelerată. Europenii, în schimb, aveau o vârstă biologică mai mică după mutarea în SUA și Canada, față de cei rămași acasă. Diferențele s-au menținut și după ce cercetătorii au luat în calcul vârsta, sexul și locul unde au fost recoltate probele.

„Am fost surprinși de cât de constant influențează apartenența etnică imunitatea, metabolismul și flora intestinală, chiar și atunci când oamenii se mută la mii de kilometri distanță. În același timp, este la fel de clar că locul în care trăim poate împinge aceste mecanisme în direcții diferite, în funcție de origine”, a explicat Richard Unwin, unul dintre autorii studiului.

Legătura dintre domiciliu și ritmul îmbătrânirii

Cercetătorii au reconstituit traseul prin care mediul ajunge să influențeze îmbătrânirea celulară. Acesta cuprinde trei componente, dintre care prima se referă la flora intestinală. Mâncarea consumată zi de zi, apa, aerul și ritmul vieții schimbă în timp compoziția bacteriilor care trăiesc în intestin. Aceste bacterii produc substanțe care ajung în sânge, unele benefice, altele proinflamatorii. Când proporțiile dintre speciile bacteriene se modifică, se pot schimba și moleculele detectabile în sânge.

A doua componentă o reprezintă grăsimile circulante, iar echipa de la Stanford a urmărit atent o categorie numită sfingomieline. Sunt grăsimi care intră în structura membranelor celulare și în învelișul fibrelor nervoase, însă atunci când nivelul lor depășește valorile normale, se asociază cu risc crescut de boli cardiovasculare, rezistență la insulină, ateroscleroză și boli neurodegenerative. Bacteriile din intestin influențează cantitatea de sfingomieline din sânge.

A treia componentă o constituie telomerii, structurile care protejează capetele cromozomilor. Aceștia sunt comparați adesea cu învelișurile de plastic de la capetele șireturilor, pentru că au același rol de protecție. La fiecare diviziune celulară, telomerii se scurtează treptat. Când devin prea scurți, celula își pierde capacitatea de a se diviza normal și intră în senescență. Studiile anterioare au asociat scurtarea accelerată a telomerilor cu un risc mai mare de boli cardiovasculare, demență și unele forme de cancer.

Echipa de la Stanford a măsurat activitatea genelor care întrețin telomerii și a constatat că aceasta variază în funcție de apartenența etnică, dar și în funcție de zona geografică în care trăiește persoana. Gena TERF2IP, una dintre cele responsabile cu protecția cromozomilor, era mai activă la est-asiaticii rămași în Asia decât la cei mutați în alte zone ale lumii.

Cercetătorii au analizat apoi relația dintre microbiom, grăsimile din sânge și genele implicate în protecția telomerilor. O bacterie intestinală mai frecventă la est-asiaticii rămași în regiunea natală era asociată cu niveluri diferite ale sfingomielinelor din sânge. Aceste molecule erau, la rândul lor, legate de activitatea genei implicate în protecția telomerilor.

Astfel, alimentația și mediul pot influența compoziția microbiotei intestinale, iar această schimbare se poate reflecta mai departe în moleculele din sânge și în mecanismele celulare asociate îmbătrânirii.

Ce rămâne din biologia de origine și ce se schimbă după mutare

Studiul arată că, indiferent de țara în care trăiau, persoanele din același grup păstrau trăsături comune la nivel genetic, metabolic și al microbiotei intestinale.

Locuitorii din sudul Asiei aveau un sistem imunitar mai activ decât celelalte grupuri, cu niveluri ridicate de anticorpi împotriva mai multor virusuri obișnuite, precum virusurile care provoacă rujeola și varicela, dar și anumite adenovirusuri, semn al unei expuneri istorice mai intense la agenți patogeni.

Cei din estul Asiei aveau niveluri mai mari de acizi grași Omega 3, în special de acid docosahexaenoic, implicat în buna funcționare a creierului și se asociază cu risc redus de declin cognitiv. Europenii aveau cea mai variată floră intestinală dintre cele trei grupuri.

Zona geografică în care trăiau participanții modifica însă aceste profiluri. O bacterie utilă, asociată cu greutate corporală mai mică și cu un metabolism sănătos, era prezentă în cantități mai mari la est-asiaticii rămași în Asia decât la cei mutați în Occident. Aceeași pierdere selectivă a unor bacterii benefice la imigranții asiatici a fost descrisă și într-o cercetare publicată în revista Cell, în 2018, care arăta că relocarea în SUA duce, în câțiva ani, la pierderea unei părți din diversitatea microbiană moștenită.

Au apărut diferențe și la nivel hormonal. Rezistina, hormon implicat în rezistența la insulină, avea valori mai ridicate la europeni și la sud-asiatici decât la est-asiatici. Leptina, hormonul care reglează senzația de sațietate, era mai mare la sud-asiatici. GLP-1, hormonul intestinal care a devenit între timp ținta unei clase întregi de medicamente moderne pentru obezitate și diabet, avea valori mai scăzute la europeni decât la est-asiatici.

De ce aceleași recomandări medicale pot să nu funcționeze identic pentru toți

Diferențele observate de cercetători vizează inclusiv tratamentele folosite în practica medicală. Echipa a identificat 15 proteine din sânge care variau clar între grupuri. Șase dintre ele sunt ținte ale unor medicamente deja utilizate, printre care tratamentele care influențează coagularea sângelui, sistemul imunitar sau transportul hormonilor. Aceste diferențe ar putea explica de ce aceeași doză poate produce efecte diferite în funcție de profilul genetic al pacientului.

Variantele genei APOE, una dintre principalele gene implicate în dezvoltarea bolii Alzheimer, au apărut cu frecvențe diferite la cele trei populații. Combinația dintre profilul genetic și diferențele de metabolizare a grăsimilor importante pentru creier ar putea explica, parțial, de ce riscul de boli neurodegenerative variază de la o populație la alta.

Nici recomandările alimentare nu pot fi tratate ca reguli valabile pentru toată lumea. În studiu, europenii consumau mai multe legume în stare proaspătă, iar est-asiaticii mai multe legume gătite. Aceeași bacterie intestinală părea să reacționeze diferit la consumul de fructe proaspete: la est-asiatici, nivelul ei era mai crescut odată cu acest consum, în timp ce la europeni era mai scăzut.

Totuși, este important de menționat că studiul are câteva limitări. Cercetarea este transversală, adică surprinde o imagine de moment, nu o evoluție în timp. Pentru a stabili cu certitudine că mutarea într-o anumită țară accelerează sau încetinește îmbătrânirea, ar fi nevoie de studii longitudinale, care să urmărească aceleași persoane înainte și după plecare, pe o perioadă mai lungă.

Lotul, deși divers din punct de vedere geografic, a fost recrutat în mare parte dintre participanții la un congres științific internațional, adică un grup educat, cu venituri peste medie, care nu reflectă întreaga populație globală. Cercetătorii au validat însă concluziile pe alte trei cohorte independente, iar replicarea a confirmat principalele observații.