آیا تشخیص زمان مرگ شدنی است؟

به گزارش مجله خبری نگار،ساعت عمر همه ما در حال تیک‌تاک و گذر است؛ فقط نمی‌دانیم این ساعت کِی متوقف می‌شود. در این راستا، دانشمندان ابزار‌های زیادی را برای سنجش پیری بیولوژیکی ابداع کرده‌اند که تنها اینکه چند سال از عمر یک فرد سپری شده را نمی‌سنجند و به دنبال این هستند تا بدانند که اندام‌ها و سلول‌های بدن فرد چقدر فرسوده شده‌اند.

خیلی از این ابزارها، ساعت‌های اپی‌ژنتیکی هستند که نشانگر‌های شیمیایی روی DNA افراد را می‌شمارند؛ این نشانگر‌ها با افزایش سن و استرس انباشته می‌شوند، اما همیشه قابل‌اعتماد نیستند.

ساعت جدیدی برای پیش‌بینی طول عمر

حالا محققان براساس فعالیت ژنی، ساعت جدیدی را اختراع کرده‌اند که به دقت، طول عمر فرد را پیش‌بینی می‌کند و ویژگی‌های بیماری‌های مزمن را نشان می‌دهد. این بدان معنا نیست که ساعت دقیقاً می‌گوید چند روز دیگر تا زمانی که فرد فوت می‌کند، باقی مانده. اما محققان متوجه شده‌اند که تکنیک جدیدشان در تخمین اینکه یک فرد یا حیوان در کجای مسیر زندگی‌اش قرار دارد، عملکرد خوب و قابل قبولی داشته است.

طبق گفته تیم تحقیقاتی، این الگوریتم مبتنی بر نشانگر زیستی برای تحلیل نرخ پیری بیولوژیکی در گونه‌های مختلف از جمله انسان‌ها و درک اینکه این پیری چه زمانی سرعت می‌گیرد یا کند می‌شود، مفید خواهد بود.

ساعت جدید، «ساعت ترانسکریپتومیک» نامیده شده و به تحلیل مولکول‌های RNA که با ترجمه ژن‌ها به پروتئین، مشخص می‌کنند که کدام ژن‌ها روشن و کدام خاموش هستند، می‌پردازد. از آنجا که این فعالیت با افزایش سن تغییر می‌کند، این اطلاعات به عنوان نشانه‌ای از پیری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مقایسه پیری انسان و حیوانات

یکی از نوآوری‌های مهم در راستا، جمع‌آوری مجموعه داده بزرگی از چهار گونه (موش، رات، میمون ماکاک و انسان) و در ادامه مقایسه فرآیند‌های پیری بین حیوانات و بین بخش‌های مختلف بدن بود.

محققان در مقاله‌شان در این باره نوشتند: «پیری و مداخلات، سلامت و مرگ‌ومیر را تعدیل می‌کنند؛ هرچند که مکانیسم‌های مولکولی زیربنایی این تعدیل، هنوز نامشخص است. ما ساعت‌های ترانسکریپتومیک چندگونه‌ای و چندبافتی از سن تقویمی و مرگ‌ومیر مورد انتظار را در بیش از ۱۱،۰۰۰ نمونه از چهار پستاندار توسعه دادیم که به نیاز به نشانگر‌های زیستی پیری قابل‌تفسیر که در اندام‌ها و گونه‌ها تعمیم‌پذیر هستند و در عین حال وضعیت سلامت را منعکس می‌کنند، پاسخ می‌دهد.»

اعضای این تیم تحقیقاتی متوجه شدند که ژن‌های مرتبط با فرآیند‌هایی مثل تقسیم سلولی سالم و ترمیم زخم، به عنوان نشانه‌هایی از پیری مولکولی کندتر عمل می‌کنند؛ اما ژن‌های مرتبط با مرگ سلولی و التهاب، نشانگر‌های پیری سریع‌تر و سن بیولوژیکی بالاتر بودند. در ادامه این یافته‌ها در ساعت مولکولی جدید تطبیق داده شدند که در برابر سایر مدل‌های پیری و از طریق تحلیل آماری اعتبارسنجی شد.

ساعتی که از مرگ می‌گوید

جالب اینجاست که این ساعت، پیری بیولوژیکی کندتر یا سریع‌تر و همچنین ریسک مرگ‌ومیر را به‌درستی ارزیابی می‌کند و در نمونه‌های خون انسانی، توانسته زمان مرگ را به خوبیِ بهترین ساعت‌های اپی‌ژنتیکی پیش‌بینی کند. در عین حال، عوامل شناخته‌شده مؤثر در پیری، مثل بیماری‌های مزمن را در مدل‌های حیوانیِ آن بیماری‌ها و نمونه‌های بافتی از بیماران انسانی شناسایی کرده است.

محققان فکر می‌کنند کار کردن با این رویکرد، آسان‌تر و آموزنده‌تر از ساعت‌های اپی‌ژنتیکی که از سال ۲۰۱۳ وجود داشته‌اند، خواهد بود. نشانه‌های ژنتیکی پیری به‌طور شگفت‌انگیزی در هر چهار گونه حفظ شده‌اند؛ بدین معنا که تا حد زیادی با هم مطابقت دارند. این همسانی در چندین نوع سلول، از جمله سلول‌های عضلانی و خونی، مشترک بود.

الکساندر تیشکوفسکی، بیوانفورماتیسین دانشکده پزشکی هاروارد و نویسنده مطالعه، دراین باره گفت: «ژن‌های مشابهی با پیری مثلا در کبد و قلب در موش‌ها و انسان‌ها مرتبط هستند. با اینکه سلول‌ها عملکرد‌های بسیار متفاوت و منشاء‌های خیلی مختلفی دارند، اما باز هم نشانگر‌های زیستی مرتبط با پیریِ یکسانی را به اشتراک می‌گذارند.»

این اشتراک نشان می‌دهد که این نشانگر‌های زیستی، احتمالا نشانه‌های واقعی پیری باشند؛ هرچند که دقیق نمی‌توان گفت که آیا به طریقی در پیری نقش دارند یا خیر.

ژائو پدرو دِ ماگالیاس، زیست‌شناس مولکولی دانشگاه بیرمنگام، در تفسیر این مطالعه نوشته: «سال‌هاست مشخص شده که سطح بیان ژن‌هایی که از استرس سلولی محافظت می‌کنند و به آن پاسخ می‌دهند، با افزایش سن افزایش می‌یابد و این نشان‌دهنده پاسخ‌های تطبیقی است و نه محرک‌های علی. به همین خاطر مشخص نیست که آیا امضا‌های ترانسکریپتومیک که پیری را هدایت می‌کنند، نتیجه آن هستند یا نماینده مکانیسم‌های جبرانی.»

کند کردن روند پیری

در مورد بخش بزرگی از فرآیند پیری، نمی‌توانیم کار‌های زیادی انجام دهیم؛ اما چند عامل بر سرعت پیشروی ساعت پیری بیولوژیکی ما تأثیرگذار هستند. مثلا رژیم غذایی سالم می‌تواند به کند کردن این روند کمک کند و بیماری و آلودگی، سرعت آن را افزایش می‌دهند.

محققان امیدوارند که این ابزار تحلیلی جدید، در آزمایش اثرات مداخلات مختلف، مفید باشد و بدین ترتیب بتوانند بدون آزمایش یا کارآزمایی‌های طولانی، از آن برای دیدن اثرات تغییر سبک زندگی یا دارو‌ها بر پیری بیولوژیکی استفاده کنند. البته در نهایت این ساعت هنوز یک ابزار تخمینی است و در بسیاری از موارد جایگزین آزمایش‌ها یا کارآزمایی‌های بالینی نخواهد بود، اما در ارزیابی‌های اولیه موثر به نظر می‌رسد.

البته هنوز کار‌های زیادی برای توسعه این تکنیک وجود دارد؛ از جمله اینکه باید آزمایش‌های بیشتری روی جمعیت‌های انسانی متنوع‌تر انجام شده و اندازه‌گیری‌های پیری به صورت دقیق تری انجام شود؛ اما به نظر می‌رسد که این می‌تواند منبع مهم دیگری برای تحقیقات در مورد پیری باشد. طبق توضیح محققان، این مطالعه امضا‌های حفظ‌شده و ساختار ماژولار تنظیم مرگ‌ومیر را آشکار می‌کند و بدین ترتیب چارچوبی برای کمی‌سازی و هدف قرار دادن پیری زیرسیستم‌های سلولی در گونه‌ها و بافت‌ها فراهم خواهد شد.