I ricercatori di Weill Cornell Medicine e TruDiagnostic hanno identificato marcatori del DNA da retroelementi che agiscono come orologi epigenetici accurati, prevedendo l’età biologica e potenzialmente influenzando l’invecchiamento. Lo studio ha suggerito che i retroelementi potrebbero essere fondamentali per l’invecchiamento e potrebbero informare nuovi trattamenti per le malattie legate all’età.
Retroelementi: un nuovo orologio epigenetico per misurare il tempo biologico
I ricercatori della Weill Cornell Medicine, in collaborazione con la società di epigenetica TruDiagnostic, hanno identificato marcatori del DNA collegati ai retroelementi, antichi resti genetici virali nei nostri geni, che fungono da orologi epigenetici altamente precisi per predire l’età cronologica. Queste scoperte hanno suggerito che specifici retroelementi all’interno del genoma umano potrebbero svolgere un ruolo nel processo di invecchiamento.
È noto che i retroelementi influenzano la regolazione genetica, l’espressione genica, la stabilità genomica e l’evoluzione di varie malattie umane, ma il loro potenziale come biomarcatori dell’invecchiamento è rimasto in gran parte inesplorato.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Aging Cell, ha concluso che questi orologi retroelementi incorporati nel genoma umano catturano segnali unici di invecchiamento non riconosciuti in precedenza da altri orologi che misurano l’età cronologica. La maggior parte degli orologi dell’invecchiamento stima l’età biologica di una persona in base a modelli di marcatori epigenetici, tag chimici chiamati gruppi metilici che sono attaccati al DNA e influenzano il modo in cui i geni vengono espressi.
Il modello di metilazione sui retroelementi sembra cambiare con l’avanzare dell’età, rendendo alcuni geni più attivi, il che può portare a instabilità genomica, infiammazione e malattie legate all’età.
L’invecchiamento è un processo complesso influenzato da fattori genetici, ambientali ed epigenetici, con i ricercatori che cercano marcatori affidabili che possano predire l’età biologica, un’istantanea dell’età di una persona a livello biochimico che ha un impatto sulla salute e sul benessere generale. D’altro canto, l’età cronologica rappresenta il numero di anni vissuti da una persona. A seconda dell’individuo, i due potrebbero non essere correlati.
Costruire un orologio dell’invecchiamento basato sui retroelementi
I ricercatori hanno utilizzato un modello di apprendimento automatico di TruDiagnostic per analizzare i dati epigenetici di 12.670 individui di età compresa tra 12 e 100 anni. Utilizzando i modelli di metilazione del DNA risultanti dei retroelementi, in particolare il retrovirus endogeno umano (HERV) e gli elementi nucleari interspersi lunghi (LINE), hanno sviluppato un orologio composito retroelemento-Età chiamato “Retro-Età”.
Il dott. Lishomwa Ndhlovu, professore di medicina Herbert J. e Ann L. Siegel professore di immunologia in medicina presso la Divisione di malattie infettive della Weill Cornell Medicine, hanno dichiarato: “Ora, con Retro-Age, abbiamo una visione più approfondita e una nuova prospettiva sul processo di invecchiamento e uno strumento potenzialmente potente per predire l’età biologica”.
I ricercatori hanno scoperto che l’orologio Retro-Age è rimasto accurato quando sono stati testati vari tessuti umani, ha completato gli orologi epigenetici esistenti e si è persino esteso ad altre specie di mammiferi. Le loro scoperte indicano la possibilità che l’attività del retroelemento possa essere un aspetto fondamentale dell’invecchiamento in diverse specie.
Retroelementi: i metronomi dell’invecchiamento, modulati dall’HIV e dalla terapia
Gli scienziati hanno anche scoperto che i modelli di metilazione del DNA da loro osservati non erano solo predittivi dell’età, ma rispondevano anche a fattori esterni come la terapia antiretrovirale assunta dalle persone affette da HIV.
L’infezione da HIV accelera l’invecchiamento epigenetico, mentre la terapia antiretrovirale sembra invertire in una certa misura l’orologio. Questo suggerisce che l’attività del retroelemento è influenzata sia dall’infezione che dal suo trattamento, influenzando il processo di invecchiamento biologico nelle persone affette da HIV.
L’autore corrispondente dello studio, il dott. Michael Corley, professore associato di immunologia in medicina presso la Divisione di malattie infettive presso la Weill Cornell Medicine, ha affermato: “La riattivazione di specifici retroelementi aumenta con l’età, portando potenzialmente a caratteristiche biologiche distintive dell’invecchiamento come infiammazione, senescenza cellulare e instabilità genomica.
Ed ha aggiunto: “I nostri risultati indicano che gli orologi dei retroelementi catturano sfaccettature dell’invecchiamento biologico precedentemente non rilevate e potrebbero aprire la porta a futuri trattamenti per queste e altre condizioni legate all’età”.
Monitorare l’attività dei retroelementi potrebbe aiutare a tracciare l’efficacia delle terapie anti-invecchiamento, i risultati in termini di salute nelle popolazioni anziane e l’impatto dei cambiamenti nello stile di vita sull’invecchiamento biologico, hanno affermato i ricercatori.
I dottori Ndhlovu e Corley hanno in programma di esplorare nuovi trattamenti o interventi terapeutici per le malattie legate all’età prendendo di mira gli stati epigenetici di specifici retroelementi nel genoma umano. Questo approccio, hanno osservato, potrebbe alla fine invertire o mitigare gli effetti biologici dell’invecchiamento, migliorando la durata della salute e della vita di un individuo.
