Immagina di avere un orologio in grado di misurare l'età di quasi tutte le cellule del tuo corpo con sorprendente precisione. Ciò che sembra un'invenzione del futuro è già possibile oggi. Dobbiamo ringraziare un matematico per questo, il ricercatore tedesco-americano Steve Horvath. Con l'orologio Horvath che porta il suo nome possiamo età biologica di cellule al mese esatto.
In questo articolo approfondiamo il mondo dell'orologio di Horvath e spieghiamo cosa rende questo orologio epigenetico così unico, come funziona e quali implicazioni ha per la ricerca sull'invecchiamento. Imparerai anche di più sul suo scopritore, Steve Horvath.
Chi è Steve Horvath?
Steve Horvath è un biostatistico, genetista e ricercatore leader tedesco-americano nel campo della ricerca sull'invecchiamento. Nato in Germania e successivamente immigrato negli Stati Uniti, Horvath attualmente insegna come professore di genetica umana e biostatistica presso l' Università della California, Los Angeles (UCLA).
Già nella sua prima giovinezza, Steve Horvath era affascinato dal concetto di invecchiamento. Soprattutto la questione di come vivere in modo sano e più a lungo preoccupava il giovane Steve Horvath. Insieme al fratello gemello e a un amico comune, i tre si sono impegnati a cercare di dare una risposta alla domanda sull'invecchiamento sano nella loro vita professionale. Il modello era l'antica epopea babilonese di Gilgameshche, nella sua ricerca dell'eterna giovinezza, si immerge nelle profondità dell'oceano per trovare l'erba dell'immortalità.
Sebbene Steve Horvath non abbia scoperto "l'erba dell'immortalità", ha sviluppato un modello matematico con il quale è riuscito a modellare l'invecchiamento stesso. E con questo, spera, si saranno gettate le basi per invertire il processo di invecchiamento.
Che cos'è l'orologio Horvath?
L'orologio Horvath è un test epigenetico, Quale età biologica di un individuo. La base di questo metodo è l'analisi dei modelli di metilazione del DNA, che cambiano sistematicamente nel tempo. La metilazione del DNA è un meccanismo epigenetico mediante il quale gruppi metilici vengono aggiunti alle molecole di DNA, influenzando così l'espressione genica senza modificarne la sequenza.
Steve Horvath ha scoperto che alcune regioni del DNA, i cosiddetti siti CpG, mostrano cambiamenti sistematici nei loro modelli di metilazione nel corso della vita. Studiando e mappando questi specifici cambiamenti, Horvath è riuscito a creare un "orologio epigenetico" che prevede con grande accuratezza l'età biologica di un organismo basandosi sulla metilazione di 353 specifici siti CpG.
Lo sapevate?
Il lavoro scientifico di Steve Horvath fu inizialmente rifiutato da molti editori. I risultati e la precisione dell'orologio Horvath sono “troppo accurato per essere vero." Dopo diversi rifiuti, Steve Horvath si concesse prima tre bottiglie di birra e poi scrisse una lettera arrabbiata al direttore. Il suo articolo fu successivamente pubblicato sulla prestigiosa rivista "Genome Biology".
Misurazione dell'età biologica: il concetto di "età biologica"
Tradizionalmente, l'età di una persona è definita in base all'età cronologica, cioè al numero di anni trascorsi dalla nascita. L'età biologica, invece, si riferisce allo stato fisiologico del corpo e può differire notevolmente dall'età cronologica. Un'età biologica più giovane può indicare una salute migliore e una vita più lunga, mentre un'età biologica più avanzata può indicare un rischio maggiore di malattie legate all'età e di mortalità prematura.
L'orologio di Horvath fornisce un metodo per valutare questa età biologica analizzando il modello di metilazione del DNA in campioni di sangue, saliva o altri tipi di cellule. Questa metodologia si è dimostrata estremamente precisa e fornisce preziose informazioni sul processo di invecchiamento a livello cellulare.
Lo sapevate?
L'età biologica è incredibilmente accurata, anche per gli standard scientifici. I biomarcatori hanno una correlazione di circa 0,6-0,7. A titolo di paragone, la lunghezza dei telomeri, per la quale Elisabeth Blackburn ha ricevuto il premio Nobel, ha una correlazione con l'età di 0,5. L'orologio di Horvath ha mostrato una correlazione di ben 0,96!
O, per dirla in altro modo, l'orologio Horvath è uno strumento di misura molto preciso.
Epigenetica e l'orologio di Horvath
Epigenetica è un campo di ricerca che studia i cambiamenti nell'espressione genica che si verificano indipendentemente dai cambiamenti nella sequenza del DNA. I meccanismi epigenetici, come la metilazione del DNA, svolgono un ruolo fondamentale nella regolazione di numerosi processi biologici e sono essenziali per la capacità di un organismo di adattarsi ai fattori ambientali.
L'orologio Horvath utilizza questi principi epigenetici per stimare l'età biologica. Registrando sistematicamente gli stati di metilazione di 353 siti CpG specifici, l'orologio può fare previsioni precise sull'età biologica del tessuto testato. Questi siti CpG sono stati identificati in base alla loro forte correlazione con l'età cronologica in diversi tipi di tessuti, rendendo l'orologio di Horvath uno strumento universale per vari campioni biologici.
Metilazioni, epigenetica: esiste un metodo più semplice?
È vero che molti dei concetti menzionati sono altamente scientifici. Per aiutarti a comprendere meglio questo concetto ed evitare di dover leggere decine di studi, cercheremo di spiegare più facilmente le connessioni utilizzando un esempio.
Immagina il tuo DNA come una gigantesca orchestra. Intorno a ogni strumento ci sono Controllo del volume posizionato, che può essere ruotato verso l'alto o verso il basso. Questi controlli del volume simboleggiano l'epigenetica. Attraverso vari processi biochimici (come la metilazione, di cui abbiamo già parlato), il nostro corpo può rendere più o meno forti determinate aree del DNA. Tradotto, questo significa che l'epigenetica determina quali parti del DNA vengono lette e quali no.
Steve Horvath ha ora scoperto che esistono modelli molto specifici nell'impostazione di questi controlli del volume che accompagnano l'invecchiamento. Ed è esattamente ciò che misura l'orologio Horvath. Horvath può quindi dire con esattezza quanto “vecchia” una cellula a livello biochimico.
Applicazioni dell'orologio Horvath
L'orologio Horvath ha molteplici applicazioni, sia nella ricerca di base che in contesti clinici e medici:
- Ricerca sull'invecchiamento e la longevità: L'orologio di Horvath consente agli scienziati di studiare l'influenza di vari fattori sul processo di invecchiamento. Tra questi rientrano fattori ambientali, predisposizioni genetiche e cambiamenti nello stile di vita. I risultati della ricerca possono essere utilizzati per sviluppare strategie volte a promuovere la salute e prolungare la vita.
- Rilevazione precoce delle malattie:L'età biologica, misurata con l'orologio di Horvath, può fornire indicatori precoci di patologie legate all'età, come malattie cardiovascolari, cancro o malattie neurodegenerative. Ciò consente interventi tempestivi e misure preventive mirate.
- Monitoraggio delle terapie:L'orologio di Horvath può essere utilizzato per valutare il successo di terapie anti-invecchiamento o di altri interventi medici. Le variazioni dell'età biologica potrebbero indicare l'efficacia di un particolare trattamento.
- Sperimentazioni cliniche:Negli studi clinici, l'orologio di Horvath può essere utilizzato per valutare gli effetti di nuovi farmaci o interventi sul processo di invecchiamento e quindi determinarne i potenziali benefici o rischi prima del lancio sul mercato.
Horvath Uhr, Molecular Profile, DunedinPACE o TruAge: cosa si nasconde dietro le nuove generazioni?
Oltre all'orologio Horvath, ora esiste tutta una serie di test epigeneticiin grado di misurare l'età biologica. Il concetto è rimasto sostanzialmente lo stesso, nel senso che i test più recenti misurano anche i siti di metilazione sul DNA. Test come il DunedinPACE indicano la velocità con cui si invecchia. Nel caso vi stiate chiedendo da dove deriva il nome. Dunedin è una città della Nuova Zelanda dove sono stati raccolti i dati per il test. I test DunedinPace e TruAge sono anche alla base del Olimpiadi del ringiovanimento. Una competizione avviata dall'americano Bryan Johnson per determinare chi invecchia più lentamente. Questo ha in aggiunta a Bryan Johnson ha attirato anche altri biohacker, come il 61enne Dave Pascoe, la cui età biologica è di soli 38 anni. Davvero impressionante.
Cosa influenza l'orologio di Horvath?
L'orologio Horvath e i suoi successori sono stati testati per oltre 10 anni. Sono emersi alcuni fatti interessanti. Forse la cosa più sorprendente è che l'età biologica può essere influenzata. In particolare, il mondo dei biohacker ha dimostrato in modo impressionante che è possibile invertire l’età biologica di una persona.
Ma cosa dire dell'altra direzione? Ci sono casi in cui l'età biologica cambia solo per un breve periodo?
Età biologica avanzata: un indicatore di rischio?
Nella comunità scientifica non esiste ancora un consenso unanime su come interpretare i risultati dell'orologio di Horvath. Sono "solo" un modello matematico o riflettono realmente i processi di invecchiamento del nostro corpo? Per chiarire meglio la questione, i ricercatori hanno valutato enormi quantità di dati. Il collegamento è diventato piuttosto chiaro. Le persone con una discrepanza elevata tra età cronologica ed età biologica hanno un rischio maggiore di sviluppare determinate malattie, ad esempio: del sistema cardiovascolare.
Interventi chirurgici, stress e infezioni come fattori influenzanti a breve termine
Immagina di aver fatto un test per determinare la tua età biologica e di essere risultato più vecchio del previsto. Sarà sicuramente uno shock per molti e solleverà anche la questione se si sia ora esposti a un rischio maggiore di contrarre determinate malattie. Questo esempio dimostra che la misurazione dell'età biologica non sempre fornisce il quadro completo. Perché può essere influenzato anche da eventi a breve termine.
Per dimostrare questo effetto, i ricercatori hanno esaminato più da vicino diversi scenari in uno studio:
Le operazioni ci fanno invecchiare, almeno nel breve termine
Le operazioni contano molto stress per il nostro corpo. Era quindi ragionevole supporre che ciò avrebbe avuto un impatto sulla nostra età biologica. E infatti è così. Poco dopo l'operazione, l'età biologica è aumentata vertiginosamente. Questo è probabilmente un segnale del nostro corpo che sta utilizzando molte risorse per ripararsi. La buona notizia. Pochi giorni dopo l'intervento, l'età biologica è tornata alla normalità.
Le infezioni influenzano l'orologio di Horvath
Anche le infezioni come il COVID-19 hanno un effetto dimostrabile sulla nostra età biologica. SCi fanno sembrare più vecchi di quanto siamo realmente per un breve periodo. Per questo motivo, non è consigliabile eseguire un test dell'età epigenetica se non ci si sente bene o se ci si è appena ripresi da un'infezione. Ciò potrebbe distorcere i risultati.
E i ricercatori hanno scoperto un ultimo, entusiasmante punto nel loro lavoro. Lo stress sembra farci invecchiare non solo esteriormente, ma anche interiormente: la nostra età biologica è influenzata dallo stress.
Casi di studio: applicazioni pratiche dell'orologio Horvath
Negli ultimi anni l'orologio Horvath si è affermato come uno strumento permanente nella scienza. Sappiamo ormai che l'età biologica può fornirci informazioni molto attendibili sulla nostra salute. Una corretta alimentazione, l'attività fisica e la riduzione dello stress possono ridurre l'età biologica.
Allo stesso modo, l'orologio di Horvath e i suoi successori possono essere utilizzati per testare potenziali molecole nella ricerca sulla longevità. Ad esempio, in questo studio la molecola Alfachetoglutarato testato per 7 mesi. Durante questo periodo, i soggetti assumevano quotidianamente una miscela di alfa-chetoglutarato e vitamine. Il risultato finale è impressionante: i partecipanti sono riusciti a ridurre la loro età biologica in media di 8 anni!
Sfide e ricerca futura
Nonostante gli straordinari successi dell'orologio Horvath, permangono sfide e interrogativi aperti. Una delle sfide più importanti è comprendere meglio i meccanismi alla base dei cambiamenti epigenetici misurati dall'orologio di Horvath. Una comprensione più approfondita potrebbe aiutare a sviluppare interventi mirati in grado di rallentare o invertire il processo di invecchiamento.
È inoltre importante condurre ulteriori studi di convalida per verificare l'accuratezza dell'orologio di Horvath in diverse popolazioni e in diverse condizioni ambientali. Tali studi potrebbero aiutare a confermare l'applicabilità generale dell'orologio e a individuarne eventuali limitazioni.
Conclusione: la rivoluzione nella ricerca sull’invecchiamento
L'orologio di Horvath e la ricerca di Steve Horvath hanno rivoluzionato la nostra comprensione dell'invecchiamento. Misurando con precisione l'età biologica tramite marcatori di metilazione del DNA, l'orologio di Horvath fornisce preziose informazioni che vanno ben oltre quelle fornite dalle misure convenzionali dell'età cronologica. Questi risultati hanno il potenziale di migliorare la prevenzione e il trattamento delle malattie legate all'età e di sviluppare strategie volte a promuovere un invecchiamento sano e una maggiore durata della vita.
Il lavoro di Steve Horvath dimostra in modo impressionante come la ricerca interdisciplinare e il pensiero innovativo possano portare a scoperte rivoluzionarie. L'orologio Horvath è un esempio lampante di come la ricerca epigenetica possa trovare applicazioni pratiche nella vita di tutti i giorni e offrire a tutti la prospettiva di una migliore qualità della vita.
