Immagina di avere un orologio con cui puoi misurare con sorprendente precisione l’età di quasi ogni cellula del tuo corpo. Ciò che sembra un’invenzione del futuro è già possibile oggi. Lo dobbiamo a un matematico, il ricercatore tedesco-americano Steve Horvath. Con l’orologio di Horvath che porta il suo nome (in inglese Horvath clock) possiamo determinare l’età biologica delle cellule con una precisione di pochi mesi.
In questo articolo ci immergiamo nel mondo della Horvath Clock e spieghiamo cosa rende così unico questo orologio epigenetico, come funziona e quali implicazioni ha per la ricerca sull’invecchiamento. Inoltre scoprirai di più sul suo scopritore, Steve Horvath.
Chi è Steve Horvath?
Steve Horvath è un biostatistico, genetista e uno dei principali ricercatori tedesco-americani nel campo della ricerca sull’invecchiamento.Nato in Germania e successivamente immigrato negli Stati Uniti, Horvath insegna attualmente come professore di genetica umana e biostatistica presso l'Università della California, Los Angeles (UCLA).
Fin dalla sua prima giovinezza, Steve Horvath è stato affascinato dal concetto di invecchiamento. In particolare, la domanda su come poter vivere più a lungo in buona salute ha occupato molto il giovane Steve Horvath. Insieme al suo fratello gemello e a un amico comune, i tre giurarono che nella loro vita professionale avrebbero cercato di rispondere alla domanda dell’invecchiamento sano. Il modello di riferimento era l’antico poema babilonese di Gilgamesh, che nella sua ricerca della giovinezza eterna si immerge fino alle profondità dell’oceano per trovare lì l’erba dell’immortalità.
Sebbene Steve Horvath non abbia scoperto “l’erba dell’immortalità”, sviluppò un modello matematico con il quale riuscì a rappresentare lo stesso processo di invecchiamento.E con ciò, secondo la sua speranza, è stata creata la base per invertire anche l’invecchiamento.
Che cos’è l’orologio di Horvath (orologio epigenetico)?
L’orologio di Horvath è un test epigenetico che misura l’età biologica di un individuo. Questa metodologia si basa sull’analisi dei pattern di metilazione del DNA, che cambiano sistematicamente nel corso del tempo. La metilazione del DNA è un meccanismo epigenetico in cui gruppi metilici vengono aggiunti alle molecole di DNA, influenzando così l’espressione genica senza modificare la sequenza del DNA.
Steve Horvath ha scoperto che determinate regioni del DNA – le cosiddette CpG-site – mostrano cambiamenti sistematici nei loro pattern di metilazione nel corso della vita.Esaminando e mappando questi cambiamenti specifici, Horvath è riuscito a creare un "orologio epigenetico" che predice con grande precisione l’età biologica di un organismo sulla base della metilazione in 353 specifici siti CpG.
Lo sapevi?
Il lavoro scientifico di Steve Horvath è stato inizialmente rifiutato da molti editor. I risultati e la precisione dell’Horvath clock erano “troppo precisi per essere veri.” Dopo diversi rifiuti, Steve Horvath si è concesso prima tre bottiglie di birra e poi ha scritto una lettera furiosa all’editor. Con successo: il suo articolo è stato poi pubblicato sulla rinomata rivista “Genome Biology”.
Misurare l’età biologica con l’orologio di Horvath
Tradizionalmente, l’età di una persona viene definita dall’età cronologica, cioè dal 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 precoce.
L’orologio di Horvath offre 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 offre preziose informazioni sul processo di invecchiamento a livello cellulare.
Lo sapevi?
L’età biologica è incredibilmente precisa, anche secondo gli standard scientifici. I biomarcatori hanno una correlazione di circa 0,6–0,7. Zum Vergleich, die Länge der Telomere, für die Elisabeth Blackburn den Nobelpreis erhalten hat, eine Korrelation mit dem Alter von 0,5. Die Horvath Clock wies eine Korrelation von beeindruckenden 0,96 auf!
In altre parole, l’Orologio di Horvath è uno strumento di misurazione molto preciso.
La base dell’Orologio di Horvath: epigenetica e metilazione del DNA
Epigenetica è un campo di ricerca che si occupa dei cambiamenti nell’espressione genica che avvengono indipendentemente dalle modifiche nella sequenza del DNA. I meccanismi epigenetici, come la metilazione del DNA, svolgono un ruolo chiave nella regolazione di molti processi biologici e sono fondamentali per la capacità di un organismo di adattarsi ai fattori ambientali.
L’Orologio di Horvath utilizza questi principi epigenetici per stimare l’età biologica.Attraverso la rilevazione sistematica degli stati di metilazione di 353 specifici siti CpG, l’orologio può fare previsioni precise sull’età biologica del tessuto analizzato. Questi siti CpG sono stati identificati in base alla loro forte correlazione con l’età cronologica in diversi tipi di tessuto, il che rende l’Horvath Clock uno strumento universale per vari campioni biologici.
Metilazioni, epigenetica – si può spiegare anche più semplicemente?
È vero, molti dei concetti menzionati sono altamente scientifici. Per permetterti comunque di comprenderli meglio e senza dover leggere decine di studi, cerchiamo qui di spiegarti le correlazioni in modo più semplice tramite un esempio.
Immagina il tuo DNA come un’orchestra gigantesca. Intorno a ogni strumento sono posizionati dei regolatori di volume che si possono alzare o abbassare.Questi regolatori di volume simboleggiano l’epigenetica. Attraverso diversi processi biochimici (come la già citata metilazione), il nostro corpo può alzare o abbassare il volume di determinate aree del DNA. In altre parole, ciò significa che tramite l’epigenetica viene determinato quali parti del DNA vengono lette e quali no.
Steve Horvath ha ora scoperto che per l’invecchiamento esistono schemi ben precisi nella regolazione di questi regolatori di volume. Ed è esattamente questo che misura l’orologio di Horvath. In questo modo Horvath può stabilire con notevole precisione quanto sia “vecchia” una cellula a livello biochimico.
Applicazioni dell’Horvath Clock nella ricerca & medicina
L’Horvath Clock ha un’ampia gamma di applicazioni, sia nella ricerca di base che in contesti clinici e medici:
- Ricerca sull’invecchiamento e sulla longevità: L’Horvath Clock consente agli scienziati di studiare l’influenza di diversi 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 di promozione della salute e di prolungamento della vita.
- Individuazione precoce delle malattie: L’età biologica, misurata con l’Horvath Clock, può fornire indicatori precoci di malattie legate all’età come malattie cardiovascolari, tumori o patologie neurodegenerative. Questo consente interventi tempestivi e misure di prevenzione mirate.
- Monitoraggio delle terapie: L’orologio di Horvath può essere utilizzato per valutare il successo delle terapie anti-età o di altri interventi medici. Le variazioni dell’età biologica possono indicare quanto sia efficace un determinato trattamento.
- Studi clinici: 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 dell’immissione sul mercato.
Orologio di Horvath, Molecular Profile, DunedinPACE o TruAge – cosa si nasconde dietro le nuove generazioni?
Oltre all’orologio di Horvath esiste ormai tutta una serie di test epigenetici che possono misurare l’età biologica.Il concetto è ancora in gran parte lo stesso, cioè anche i test più recenti misurano i siti di metilazione sul DNA. Test come il test DunedinPACE indicano a quale velocità si invecchia. Se ti stai chiedendo da dove viene il nome: Dunedin è una città in Nuova Zelanda, in cui sono stati raccolti i dati per il test. Il DunedinPACE e il test TruAge sono anche la base dei Rejunvenation Olympics. Una competizione, avviata dall’americano Bryan Johnson, per determinare chi invecchia più lentamente. Questo ha attirato, oltre a Bryan Johnson, anche altri biohacker, z.B. il 61enne Dave Pascoe, che presenta un’età biologica di appena 38 anni. Abbastanza impressionante.
Cosa influenza l’Horvath Clock?
Da oltre 10 anni l’Horvath Clock e i suoi successori vengono già testati.Ne sono emersi alcuni fatti interessanti. Il più sorprendente è probabilmente che l'età biologica può essere influenzata. In particolare la scena dei biohacker è riuscita a dimostrare in modo impressionante che si può far regredire la propria età biologica.
Ma come si presenta la situazione nella direzione opposta e ci sono anche casi in cui l'età biologica cambia solo per un breve periodo di tempo?
Età biologica avanzata – un marcatore di rischio?
Nella comunità scientifica non c'è ancora unanimità su come interpretare i risultati dell'orologio di Horvath. Sono “solo” un modello matematico o riflettono davvero i processi di invecchiamento nel nostro corpo? Per chiarire un po' meglio questa domanda, i ricercatori hanno analizzato enormi quantità di dati. È emersa in modo abbastanza chiaro una correlazione.Le persone con un’elevata discrepanza tra l’età cronologica e l’età biologica hanno un rischio aumentato di sviluppare determinate malattie, z.B. del sistema cardiovascolare.
Interventi chirurgici, stress e infezioni come fattori di influenza a breve termine
Immagina di aver fatto un test per determinare la tua età biologica e di risultare più anziano del previsto. Per molti sarebbe sicuramente uno shock e, in più, sorge la domanda se ora si abbia un rischio maggiore di sviluppare determinate malattie. Questo esempio mostra chiaramente che la misurazione dell’età biologica non sempre fornisce un quadro completo. Infatti, può essere influenzata anche da eventi a breve termine.
Per dimostrare questo effetto, in uno studio i ricercatori hanno esaminato più da vicino diversi scenari:
Le operazioni ci fanno invecchiare – almeno a breve termine
Le operazioni significano una grande quantità di stress per il nostro corpo. Era quindi ovvio sospettare che ciò influisse sulla nostra età biologica. E infatti, subito dopo un’operazione l’età biologica è schizzata verso l’alto. Probabilmente questo è un segnale del nostro corpo che sta consumando molte risorse per la riparazione. La buona notizia: già pochi giorni dopo un intervento, l’età biologica si è normalizzata.
Le infezioni influenzano l’orologio di Horvath
Anche le infezioni, come il COVID-19, hanno un effetto dimostrabile sulla nostra età biologica. Ci fanno apparire per un breve periodo più vecchi di quanto siamo in realtà.Per questo motivo, si consiglia di non effettuare un test dell’età epigenetica quando ci si sente malati o si è appena superata un’infezione. I risultati potrebbero essere falsati.
E ancora un ultimo punto interessante è stato individuato dai ricercatori nel loro lavoro. Anche lo stress sembra non solo farci invecchiare esteriormente, ma anche internamente l’età biologica viene influenzata dallo stress.
Casi di studio: applicazioni pratiche dell’Horvath Clock
Negli ultimi anni l’orologio di Horvath si è affermato come strumento consolidato nella scienza. Sappiamo ormai che l’età biologica può fornirci informazioni molto fondate sulla nostra salute. La giusta alimentazione, lo sport 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 uno studio è stata testata per 7 mesi la molecola Alphaketoglutarat. Per questo periodo, i partecipanti hanno assunto quotidianamente un mix di Alphaketoglutarat e vitamine. Il risultato finale impressionante: i partecipanti sono riusciti a ridurre la loro età biologica in media di 8 anni!
Sfide e ricerche future
Nonostante i successi impressionanti dell’orologio di Horvath, esistono ancora sfide e domande aperte. Una delle maggiori sfide consiste nel comprendere meglio i meccanismi alla base dei cambiamenti epigenetici misurati dall’orologio di Horvath.Una comprensione più approfondita potrebbe contribuire a sviluppare interventi mirati in grado di rallentare o persino invertire il processo di invecchiamento.
Inoltre, è importante condurre ulteriori studi di validazione per verificare l’accuratezza dell’Horvath Clock in diverse popolazioni e sotto differenti condizioni ambientali. Tali studi potrebbero aiutare a confermare l’applicabilità generale dell’orologio e a identificare eventuali limitazioni.
Conclusione: La rivoluzione della ricerca sull’invecchiamento
L’Horvath Clock e le ricerche di Steve Horvath hanno rivoluzionato la nostra comprensione dell’invecchiamento. Grazie alla misurazione precisa dell’età biologica sulla base dei marcatori di metilazione del DNA, l’Horvath Clock offre preziose intuizioni che vanno ben oltre ciò che è possibile ottenere con le tradizionali misurazioni dell’età cronologica.Queste scoperte hanno il potenziale di migliorare la prevenzione e il trattamento delle malattie legate all’età e di sviluppare strategie per promuovere un invecchiamento sano e una maggiore aspettativa di vita.
Il lavoro di Steve Horvath dimostra in modo impressionante come la ricerca interdisciplinare e gli approcci innovativi possano portare a scoperte rivoluzionarie. L’Orologio di Horvath è un esempio emblematico di come la ricerca epigenetica possa trovare applicazioni pratiche nella vita quotidiana e offrire a tutti una migliore qualità di vita.
Questo articolo è stato redatto dal team editoriale di MOLEQLAR e segue le nostre linee guida editoriali.
