بدنه رو به رشدی از پژوهش‌ها نشان می‌دهد که پیری ممکن است انعطاف‌پذیرتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد باشد. اکنون، دانشمندان دانشگاه ییل گام مهمی در جهت شناسایی درمان‌هایی برداشته‌اند که واقعاً می‌توانند بر پیری بیولوژیکی تأثیر بگذارند و آن‌هایی که فایده قابل اندازه‌گیری کمی دارند.
یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که برخی داروهای تجویزی و تغییرات سبک زندگی می‌توانند سن بیولوژیکی را همان‌طور که توسط آزمایش‌های خونی مبتنی بر DNA اندازه‌گیری می‌شود، کاهش دهند. اما مکمل‌های بدون نسخه محبوب که در این پژوهش بررسی شدند، شواهد کمی مبنی بر ایجاد همان اثرات نشان دادند.
یافته‌ها که در Nature Medicine منتشر شده‌اند، می‌توانند به دانشمندان کمک کنند تا درمان‌های ضد پیری را مؤثرتر ارزیابی کنند، هرچند محققان تأکید می‌کنند که تغییرات در نشانگرهای سن بیولوژیکی لزوماً به معنای طولانی‌تر شدن عمر یا اجتناب از بیماری‌های مرتبط با پیری نیست.
از مبارزه با سرطان تا درک پیری
وقتی راگاو سه‌گال چند سال پیش تحصیل در مقطع کارشناسی ارشد را در دانشگاه ییل آغاز کرد، قصد داشت از تکنیک‌های پیشرفته علوم کامپیوتر برای تحقیق درباره سرطان استفاده کند. پیشینه او در مهندسی و تجربه راه‌اندازی یک استارتاپ زیست‌شناسی محاسباتی، پایه‌ای قوی برای آن کار به او داده بود.
با این حال، سؤالی از راهنمای دکتری او در دانشکده پزشکی ییل، جهت‌گیری پژوهشی‌اش را تغییر داد. چرا به جای تمرکز بر بیماری‌های فردی مانند سرطان یا بیماری قلبی عروقی، فرآیند پیری که به توسعه آن‌ها کمک می‌کند را بررسی نکند؟
«این مسئله مرا بر مسیر متفاوتی قرار داد»، گفت سه‌گال، که اکنون یک دانشمند پژوهشی همکار در روان‌پزشکی است و در زمینه زیست‌شناسی محاسباتی و بیوانفورماتیک تخصص دارد. «به عنوان محققان، ما راه طولانی برای درک فرآیند پیری و اینکه آیا اقداماتی که برای مدیریت آن انجام می‌دهیم واقعاً کارآمد هستند، داریم.»
سه‌گال اکنون مکانیسم‌های بیولوژیکی پشت پیری انسان، نحوه اندازه‌گیری آن تغییرات توسط دانشمندان و اینکه چرا پیر شدن احتمال شرایطی مانند سرطان، دیابت و زوال عقل را افزایش می‌دهد، مطالعه می‌کند. کار او همچنین بررسی می‌کند که آیا مداخلات ممکن است جنبه‌هایی از پیری بیولوژیکی را معکوس کنند، حتی اگر حذف خودِ پیری همچنان خارج از دسترس باشد.
آزمایش‌های جدید DNA نشان می‌دهند کدام درمان‌های ضد پیری کار می‌کنند
سه‌گال نویسنده اصلی مطالعه جدید است که در آزمایشگاه آلبرت هیگینز-چن، استادیار روان‌پزشکی در دانشکده پزشکی ییل، انجام شد. تیم پژوهشی تصمیم گرفت تعیین کند کدام رویکردهای موجود برای کند کردن پیری، تغییراتی تولید می‌کنند که می‌توان به طور قابل اعتمادی آن‌ها را اندازه‌گیری کرد.
تحلیل آن‌ها نتایج امیدوارکننده‌ای برای برخی داروها و مداخلات سبک زندگی یافت. در مقابل، مکمل‌های بدون نسخه شامل در مطالعه به طور کلی در ایجاد کاهش‌های معنادار در سن بیولوژیکی شکست خوردند.
این پروژه کل آزمایشگاه هیگینز-چن را درگیر کرد، از جمله دنیل بوروس، جنل اف. آرمسترانگ، جان گونزالس، جسیکا کاساموتو و یاروسلاو مارکوف.
«برای اولین بار نشان دادیم که برخی درمان‌ها تأثیرات قابل اندازه‌گیری دارند»، گفت سه‌گال. «این قبلاً امکان‌پذیر نبود، زیرا داده کافی برای گفتن اینکه این نشانگرهای زیستی به طور مداوم به این مداخلات پاسخ می‌دهند، نداشتیم.»
نشانگرهای زیستی اطلاعات قابل اندازه‌گیری درباره آنچه در داخل بدن رخ می‌دهد ارائه می‌دهند. در پژوهش‌های پیری، آن‌ها می‌توانند به تخمین سن بیولوژیکی یا عملکردی یک فرد کمک کنند، که ممکن است با سن تقویمی او متفاوت باشد.
دانشمندان چگونه سن بیولوژیکی را اندازه‌گیری می‌کنند
برای بررسی اینکه آیا درمان‌ها می‌توانند بر پیری تأثیر بگذارند، تیم ییل عمدتاً بر اندازه‌گیری‌های خونی به نام ساعت‌های اپی‌ژنتیکی تکیه کرد.
این ابزارها الگوهای شیمیایی متصل به DNA، به ویژه گروه‌های متیل (ساختارهای شیمیایی پایه که مانند برچسب عمل می‌کنند) را تحلیل می‌کنند. پژوهش‌های قبلی نشان داده‌اند که این نشانگرهای شیمیایی با پیر شدن افراد تغییر می‌کنند. برخی مداخلات ممکن است الگوهای مرتبط با سن خاصی را معکوس کنند و الگوریتم‌های رایانه‌ای از آن تغییرات برای تخمین سن بیولوژیکی یک فرد استفاده می‌کنند.
محققان یافته‌های ۵۱ مطالعه بالینی که استراتژی‌های مختلف ضد پیری را بررسی کرده بودند، گردآوری کردند. این‌ها از مکمل‌های غذایی و داروها تا تغییرات سبک زندگی و روش‌های پزشکی را شامل می‌شدند.
در سراسر آن مطالعات، تیم بیش از ۱۱۰ نشانگر متیلاسیون DNA (شامل ۱۶ ساعت اپی‌ژنتیکی اصلی) را بررسی کرد. با مقایسه اندازه‌گیری‌های قبل و بعد از مداخلات، آن‌ها توانستند ارزیابی کنند کدام رویکردها با کاهش‌هایی در سن بیولوژیکی همراه بوده‌اند.
«کاری که ما انجام دادیم بسیار منحصربه‌فرد بود»، گفت سه‌گال. «ما از قبل می‌دانیم که برخی چیزها ممکن است بازه سلامت و طول عمر را افزایش دهند. داده‌هایی از تحلیل‌های گذشته‌نگر و همچنین مدل‌های حیوانی وجود دارد. ما تمام آن دانش را همراه با مطالعات بالینی دنیای واقعی برداشتیم تا مشخص کنیم کدام مداخلات در انسان‌ها پیری را در سراسر این نشانگرهای زیستی شناخته‌شده به طور کلی کند می‌کنند.»
کدام درمان‌های ضد پیری بهترین نتایج را نشان دادند؟
محققان مداخلات را به چهار گروه اصلی تقسیم کردند: داروهای تجویزی، اصلاحات سبک زندگی، مکمل‌های بدون نسخه و روش‌های پزشکی.
یکی از واضح‌ترین یافته‌ها مربوط به رژیم غذایی و ورزش بود. ترکیب فعالیت بدنی منظم با یک برنامه غذایی سالم به طور مداوم سن اپی‌ژنتیکی را کاهش داد. رویکردهای غذایی بررسی‌شده شامل رژیم‌های مدیترانه‌ای، کم‌چرب و کم‌کربوهیدرات بودند.
قوی‌ترین کاهش‌ها در نشانگرهای سن بیولوژیکی با برخی درمان‌های دارویی همراه بود. این‌ها شامل متفورمین و سماگلوتاید، داروهای تجویزی مورد استفاده برای مدیریت شرایط متابولیک و وزن بدن، و همچنین درمان‌های ضد TNF بودند که پروتئینی درگیر در پاسخ التهابی بدن را هدف قرار می‌دهند.
(TNF یا فاکتور نکروز تومور، یک پروتئین سیستم ایمنی است که به مبارزه با آسیب‌های مرتبط با التهاب کمک می‌کند.)
یافته‌ها برای مکمل‌های بدون نسخه و برخی روش‌های پزشکی کمتر امیدوارکننده بود. در مطالعات بررسی‌شده، این رویکردها کاهش‌های قابل اندازه‌گیری در سن اپی‌ژنتیکی تولید نکردند.
محققان همچنین دریافتند که ساعت‌های سن بیولوژیکی جدیدتر بهتر از نسخه‌های قدیمی‌تر عمل کردند. یافته مهم دیگر این بود که افراد مبتلا به بیماری‌ها معمولاً تغییرات بزرگ‌تری در نشانگرهای پیری خود نسبت به شرکت‌کنندگان سالم تجربه کردند.
آیا آزمایش‌های خونی DNA می‌توانند پژوهش ضد پیری را متحول کنند؟
به گفته سه‌گال، اولویت بعدی آزمایش این یافته‌ها در جمعیت‌های بزرگ‌تر و متنوع‌تر است. این کار به محققان کمک می‌کند تعیین کنند چگونه درمان‌های مختلف به طور مداوم بر پیری بیولوژیکی در افراد با شرایط و پیشینه‌های بهداشتی متفاوت تأثیر می‌گذارند.
آزمایش‌های خونی بهبود یافته همچنین می‌توانند زمان لازم برای ارزیابی درمان‌های بالقوه ضد پیری را به شدت کوتاه کنند.
«اگر این نشانگرهای زیستی جدید در نهایت برای پیش‌بینی سلامت بلندمدت اعتبارسنجی شوند، دانشمندان قادر خواهند بود درمان‌های ضد پیری را بسیار سریع‌تر ارزیابی کنند»، او افزود. «به جای انتظار دهه‌ها برای شواهد از آزمایش‌های بالینی، خواهیم توانست ببینیم کدام مداخلات مؤثر هستند و در کدام افراد طی چند سال یا حتی چند ماه.»
آن امکان می‌تواند نماینده یک پیشرفت بزرگ برای پژوهش پیری باشد. به جای اتکا کامل به مطالعات بالینی که شرکت‌کنندگان را برای دهه‌ها دنبال می‌کنند، دانشمندان ممکن است در نهایت از اندازه‌گیری‌های معتبر سن بیولوژیکی برای شناسایی درمان‌های امیدبخش بسیار زودتر استفاده کنند.
با این حال، هیگینز-چن، نویسنده ارشد، تأکید کرد که دانشمندان باید در تفسیر آنچه تغییرات در نشانگرهای پیری واقعاً به معنای آن است، محتاط باشند.
«ما رویکردی دقیق و سیستماتیک برای ارزیابی و مقایسه نحوه تغییر نشانگرهای زیستی در طیف وسیعی از مداخلات توسعه داده‌ایم و این گامی حیاتی در جهت درست است»، او گفت. «با این حال، معنای واقعی آن تغییر باید کاملاً درک شود.»
سوالات مهم درباره کند کردن پیری همچنان باقی است
اگرچه نتایج امیدوارکننده هستند، اما چند سوال بزرگ بی‌پاسخ باقی مانده است.
برای مثال، محققان هنوز باید مشخص کنند که آیا تغییرات در سن بیولوژیکی مستقیماً توسط یک درمان ایجاد شده‌اند یا تحت تأثیر عوامل دیگری هستند که در نظر گرفته نشده‌اند. آن‌ها همچنین باید بفهمند این تغییرات چقدر سریع رخ می‌دهند، آیا پس از پایان درمان ادامه می‌یابند و کدام فرآیندهای بیولوژیکی آن‌ها را تولید می‌کنند.
مهم‌تر از همه، دانشمندان هنوز مشخص نکرده‌اند که آیا کاهش سن اپی‌ژنتیکی منجر به بهبودهای معنادار در سلامت بلندمدت می‌شود یا خیر.
«و مهم‌تر از همه - این تغییر چه معنایی برای ریسک بلندمدت ما از بیماری‌های مرتبط با پیری و افت عملکرد دارد؟» هیگینز-چن پرسید.
تحقیقات بیشتر درباره این سوالات در جریان است، با مطالعات اضافی به رهبری بوروس، آرمسترانگ و گریس زو.
آزمایشگاه هیگینز-چن همچنین با بخش پاتولوژی ییل، برنامه زیست‌شناسی محاسباتی و بیوانفورماتیک، و مرکز Y-Age ییل برای پژوهش پیری وابسته است.
چه چیزی به نظر می‌رسد در برابر پیری بیولوژیکی مؤثر است؟
بر اساس آزمایش‌های خونی بهبود یافته مبتنی بر DNA، پژوهشگران ییل دو رویکرد به طور خاص امیدبخش برای کاهش نشانگرهای سن بیولوژیکی شناسایی کردند:
- داروهای تجویزی: داروهای مورد استفاده برای تنظیم متابولیسم و مدیریت وزن، از جمله متفورمین و سماگلوتاید، از جمله درمان‌هایی بودند که با قوی‌ترین کاهش‌ها در سن بیولوژیکی همراه بودند.
- غذای سالم همراه با ورزش: فعالیت بدنی منظم جفت‌شده با رژیم‌های غذایی مغذی، شامل برنامه‌های غذایی مدیترانه‌ای، کم‌چرب و کم‌کربوهیدرات، به طور مداوم تغییرات مطلوبی در نشانگرهای پیری تولید کرد.
تحلیل همچنین مزایایی از برخی داروهای ضد TNF شناسایی کرد، در حالی که مکمل‌های بدون نسخه آزمایش‌شده و برخی روش‌های پزشکی اثر قابل اندازه‌گیری کمی نشان دادند.
این نتایج تصویر واضح‌تری از اینکه کدام مداخلات ممکن است بر پیری بیولوژیکی تأثیر بگذارند، ارائه می‌دهند. با این حال، پژوهش بیشتری برای تأیید یافته‌ها و تعیین اینکه آیا کاهش‌ها در نشانگرهای سن بیولوژیکی در نهایت به بیماری‌های کمتر مرتبط با پیری، سلامت بهتر یا عمر طولانی‌تر تبدیل می‌شوند، لازم است.