A Horvath-óra ma még csak megmondja, hány éves vagy, de eljöhet az idő, hogy az öregedést is megállítja

Steve Horvath, a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetem (UCLA) biostatisztika- és genetikaprofesszora eredetileg annak próbált utánajárni 2011-es DNS-kutatásában, hogy a citozin (a DNS-ben található egyik nukleobázis) metilációjának, vagyis kémiai módosulásának van-e köze az egyén szexuális irányultságának kialakulásához. Helyette viszont megtalálta az életkor megállapítására használt epigenetikai módszer, a Horvath-óra alapjait.

Az 1960-as évek szovjet kutatásai óta tudható, hogy a DNS metilációja és az öregedés összefügg, de Horvath azonosított is 353 olyan prediktív erejű régiót (azaz úgynevezett CpG-szigetet) az emberi DNS-ben, ahol a citozin-nukleotidokat guanin-nukleotidok követik – ezek mérésével pedig bármely szövetből izolált DNS vizsgálatával meg lehet állapítani egy ember valódi (kronológiai) életkorát.

A hogyan már ismert, a miért még nem. „Bárcsak tudnék rá észszerű magyarázatot adni. Bizonyos értelemben ez egy csoda” – mondta Horvath az Endpoints nevű egészségügyi magazinnak.

Fotó: Wikimedia Commons

A kulcs: epigenetika

Az epigenetika a gének olyan öröklődési formáival foglalkozik, amelyek a DNS-szekvencia megváltoztatása nélkül történnek. Horvath analógiája szerint ha a DNS adja meg az életünk történetét leíró szavakat és mondatokat, akkor az epigenetika jelenti a központozást: „a felkiáltójel az erősen kifejeződő géneket, a kérdőjel az egyáltalán nem kifejeződő géneket jelöli, a vessző pedig azokat, amelyek csak némileg fejeződnek ki”.

Az epigenetikai folyamatok testre gyakorolt hatása leginkább a sejtfejlődésben mutatkozik meg. „Egy őssejtben bizonyos géneket – azokat, amelyek megmondják, hogy az idegsejtté vagy mondjuk izomsejtté alakuljon – ki kell kapcsolni. A DNS-metilációnak fontos szerepe van ebben”, állítja Horvath, aki szerint például rákot is okozhat az, ha egy tumorszupresszorban (a sejtek tumorsejtté alakulását megakadályozó gén) hiba keletkezik, és kikapcsolódik a metiláció során. Olyan öregedéssel kapcsolatos betegségekhez kapcsolható a hibás DNS-metiláció, mint a demencia vagy a halláskárosulás.

Adj egy kis szövetet, és megmondom, hány éves vagy

Míg arról a mai napig vita folyik, hogy a metilációs változások állnak a biológiai öregedés mögött vagy fordítva, Horvath statisztikusként állt neki a kérdés megválaszolásának, és megalkotott egy olyan matematikai algoritmust, amely a metilációs százalékot biomarkerként (objektíven mérhető biológiai jelzőként) használja. Az algoritmus segítségével találta meg azt a 353 DNS-régiót, amelyek metilációs százalékának mérése után megállapítható az egyén kora.

Egy metilált DNS-molekulaFotó: Wikimedia Commons

A Horvath-óra azt is bebizonyította, hogy az emberi szövetek és szervek némileg eltérő ütemben öregednek, két kivétellel nagyjából azonos szintű az öregedés egy testen belül – a női mellszövet gyorsabban, a kisagy pedig lassabban öregszik a test többi részénél.

Steve Horvath és kutatótársa, Kenneth Raj idén áprilisban a Nature Reviews Genetics folyóiratba írt összefoglaló cikket az öregedés epigenetikai elméletéről – az ebben is említett korábbi kutatása során pedig több mint 8000 szövet- és vérminta vizsgálatával 3,6 éves pontossággal sikerült megállapítani az alanyok életkorát. Arra is rájöttek, hogy akinél a Horvath-óra által kiadott szám nagyobb a saját életkoránál, annál nagyobb eséllyel fordulnak elő olyan, az öregedéshez köthető betegségek, mint a Down-szindróma, a Parkinson-kór vagy egyes ráktípusok. 

Akkor ez azt jelenti, hogy visszafordítható az öregedés?

Horvath szerint igen. Egy 2013-as kísérletében négy speciális gén segítségével felnőtt őssejteket alakított át embrionális őssejtté, amellyel a felnőtt bőrsejtek epigenetikai korát egy magzatévá fordította vissza. „Közvetett bizonyítékunk van rá, hogy a metilációs kornak köze van a biológiai életkorhoz” – mondta Horvath, hozzátéve, hogy a közvetett bizonyítékkal elégedetlen, az elméletével vitatkozó biológusoknak egy valamiben igazuk van: azt még nem sikerült azonosítani, hogy pontosan milyen fehérjék érintettek a folyamatban.

Az epigenetikai óra elméletének alapját az antagonisztikus pleiotrópia adja, amely szerint az öregedés okai azok a génvariációk, amelyek fiatal korban előnyösek, később azonban hátrányossá válnak. Horvath elmélete ehhez annyit tesz hozzá, hogy az epigenetikai óra „folyamatosan tükrözi a test fejlődése, a szövetek fenntartása és a szervek funkciójának romlása mögött húzódó molekuláris folyamatokat”.

Horvath végső célja a kutatással az öregedést gátló gyógymódok kialakítása, de ezt még ő is csak idealista módon látja maga előtt: „Beveszed a gyógyszert, az orvos megméri a metilációs adataidat, és azt mondja: »Látom, tényleg bevette minden reggel a gyógyszert, ahogy mondtam. Látom, hogy lelassult az epigenetikai öregedése«”.