Высокий уровень внеклеточной ДНК, циркулирующей в крови, также связан с хроническим воспалением — хорошо известным фактором риска серьезных симптомов старения и слабости у пожилых людей — –

Новые данные, опубликованные 23 мая в Иммунитет и старение, добавить доказательства того, что относительно высокие уровни фрагментов ДНК, обнаруженные в обычных образцах крови, могут быть точными и полезными биомаркерами или сигналами для широкого спектра когнитивных и физических нарушений. Анализ также обнаружил корреляции между такими фрагментами ДНК и наличием других известных биомаркеров старения, включая белки цитокинов, факторы некроза опухоли (белки, вырабатываемые иммунной системой в ответ на рост опухоли) и белки, вырабатываемые печенью при наличии воспаления. .

«Благодаря расширению типов ДНК, проверяемых в крови, новое исследование расширило усилия по лучшему пониманию и прогнозированию физических и когнитивных нарушений, связанных со старением», — говорит Питер Абадир, доктор медицинских наук, доцент гериатрической медицины и геронтологии в Johns. Медицинский факультет Университета Хопкинса.

Предыдущие исследования Абадира и Лолиты Нидадаволу, доктора медицинских наук, доцента гериатрической медицины и геронтологии в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса, были сосредоточены исключительно на циркулирующей внеклеточной геномной ДНК (ccf-gDNA) в качестве возможного биомаркера для когнитивный и физический спад старения. Новая работа была сосредоточена на митохондриальной ДНК (ccf-mtDNA) — наследуемой по материнской линии ДНК, обнаруженной в клеточных органеллах и часто описываемой как «энергетическая установка» в клетках человека, других животных, растений и большинства других организмов.

Когда клетки умирают в результате естественной запрограммированной гибели клеток (апоптоза), митохондриальная ДНК разбивается на мелкие фрагменты и остается циркулировать в крови, почти так же, как и геномная ДНК. Если катастрофическое событие, такое как травма, нарушение кровотока или болезнь, вызывает гибель клеток, будут обнаружены более крупные фрагменты митохондриальной ДНК, которые могут вызвать хроническое воспаление — иммунный ответ, который имитирует то, что происходит, когда организм реагирует на бактерии и вирусы.

Было показано, что хроническое воспаление со временем приводит к симптомам слабости и потери памяти, а также к другим когнитивным нарушениям.

Для нового исследования исследователи проанализировали образцы крови, взятые в середине 1990-х годов у 672 мужчин и женщин, проживающих в сообществе, средний возраст которых на начало периода исследования составлял 80 лет. Участники были отобраны из трех когортных исследований, проводимых в Центре болезни Альцгеймера RUSH. Исследовательские группы – это исследование религиозных орденов, проект памяти и старения и исследование старения меньшинств.

Все участники ежегодно проходили физическое и когнитивное тестирование во время каждого забора крови. Когнитивные тесты включали тесты на память, восприятие и физические тесты на силу хвата, походку, утомляемость и двигательную функцию. Затем исследователи сравнили уровни длинных и коротких фрагментов CCF-мтДНК с четырьмя известными биомаркерами воспаления: цитокиновыми белками, двумя факторами некроза опухоли и воспалительными белками печени.

Результаты показали тесную взаимосвязь между четырьмя биомаркерами и повышенным количеством CCF-мтДНК. Например, если образец крови пациента содержал большое количество одного или нескольких из этих известных биомаркеров воспаления, образец также содержал большое количество CCF-мтДНК. Кроме того, исследователи обнаружили, что в то время как большое количество циркулирующей геномной ДНК было связано с когнитивным и физическим упадком, высокие уровни митохондриальной ДНК были более тесно связаны только с физическим упадком.

«Наша цель — способствовать здоровому старению, что означает продление «продолжительность жизни», сохранение качества жизни и поддержание энергии для пожилых людей», — говорит Нидадаволу. «Чем больше мы узнаем о том, почему одни пациенты встают на путь слабоумия или слабоумия, а другие нет, тем больше вмешательств мы можем определить и рекомендовать для сохранения здоровья по мере старения людей. Идентификация циркулирующей ДНК в крови в качестве биомаркера — это просто начало этого исследования».

Исследователи говорят, что их следующие шаги включают в себя расширение исследуемой популяции на более молодых взрослых, чтобы определить, когда эти бесклеточные фрагменты ДНК станут преобладать в образцах крови. Кроме того, они надеются точно определить, как эти фрагменты ДНК способствуют воспалению и как, возможно, вмешаться, прежде чем они станут предшественниками когнитивного и физического упадка.

Другими учеными, которые внесли свой вклад в это исследование, являются Дифей Чен, Даниэль Фегер, Олден Гросс, Эстер О, Джереми Уолстон и Юкионг Ву из Университета Джона Хопкинса, а также Дэвид Беннетт и Франсин Гродштейн из Университета Раш.

Ни один автор не заявил о конфликте интересов, связанном с этим исследованием в соответствии с политикой Медицинской школы Университета Джона Хопкинса.

Финансирование этого исследования было предоставлено BrightFocus, Центром независимости пожилых американцев имени Клода Д. Пеппера при Университете Джона Хопкинса, Национальным институтом старения, Фондом исследования шокового старения Натана В. и Маргарет Т. и Национальным институтом эпидемиологии и биостатистики старения. Программы обучения трансляционным исследованиям старения Программы старения.