Secondo un nuovo studio della Mailman School of Public Health e della Columbia University, i partecipanti al Framingham Heart Study che avevano raggiunto livelli di istruzione vivevano un invecchiamento più lento rispetto a coloro che non avevano raggiunto una mobilità educativa ascendente. Il Robert N. Butler Columbia Aging Center. La mobilità educativa verso l’alto era significativamente associata a un ritmo più lento di invecchiamento e a un minor rischio di morte.
I risultati dello studio sono stati pubblicati su JAMA Network Open.
L’istruzione rallenta l’invecchiamento e allunga la vita
Il Framingham Heart Study è uno studio osservazionale in corso, iniziato nel 1948 e che attualmente abbraccia tre generazioni.
L’analisi della Columbia è la prima a collegare la mobilità educativa con il ritmo dell’invecchiamento biologico e della mortalità.
“Sappiamo da molto tempo che le persone che hanno livelli di istruzione più elevati tendono a vivere una vita più lunga. Ma ci sono una serie di sfide nel capire come ciò avvenga e, soprattutto, se gli interventi per promuovere il livello di istruzione contribuiranno a un sano longevità”, ha affermato Daniel Belsky, Ph.D., professore associato di Epidemiologia presso la Columbia Mailman School e l’Aging Center e autore senior dell’articolo.
Per misurare il ritmo dell’invecchiamento, i ricercatori hanno applicato un algoritmo noto come orologio epigenetico DunedinPACE ai dati genomici raccolti dal Framingham Heart Study.
Gli ultimi risultati hanno mostrato che, secondo il parametro dell’orologio epigenetico DunedinPACE, due anni di istruzione aggiuntiva si traducono in un ritmo di invecchiamento più lento del 2-3%. Questo rallentamento del ritmo dell’invecchiamento corrisponde a una riduzione di circa il 10% del rischio di mortalità nel Framingham Heart Study, secondo una precedente ricerca di Belsky sull’associazione di DunedinPACE con il rischio di morte.
DunedinPACE è stato sviluppato da ricercatori e colleghi della Columbia e presentato nel gennaio 2022. Sulla base di un’analisi delle etichette chimiche sul DNA contenuto nei globuli bianchi , o segni di metilazione del DNA, DunedinPACE prende il nome dalla coorte di nascita dello studio Dunedin utilizzata per svilupparlo.
DunedinPACE (acronimo di Pace of Aging Computed from the Epigenome) viene misurato mediante un esame del sangue e funziona come un tachimetro per il processo di invecchiamento , misurando quanto velocemente o lentamente il corpo di una persona cambia man mano che invecchia.
L’invecchiamento biologico si riferisce all’accumulo di cambiamenti molecolari che minano progressivamente l’integrità e la capacità di resilienza delle nostre cellule, tessuti e organi man mano che invecchiamo.
I ricercatori della Columbia hanno utilizzato i dati di 14.106 Framingham Heart Study che abbracciano tre generazioni per collegare i dati sul rendimento scolastico dei bambini con quelli dei loro genitori. Hanno poi utilizzato i dati di un sottogruppo di partecipanti che hanno fornito campioni di sangue durante la raccolta dei dati per calcolare il ritmo dell’invecchiamento biologico utilizzando l’orologio epigenetico DunedinPACE.
Nell’analisi primaria, i ricercatori hanno testato le associazioni tra mobilità educativa, invecchiamento e mortalità in un sottoinsieme di 3.101 partecipanti per i quali è stato possibile calcolare le misure di mobilità educativa e ritmo di invecchiamento.
Per 2.437 partecipanti con un fratello, i ricercatori hanno anche testato se le differenze nel livello di istruzione tra fratelli fossero associate a una differenza nel ritmo di invecchiamento.
“Un fattore chiave in studi come questi è che le persone con diversi livelli di istruzione tendono a provenire da famiglie con diversi background educativi e diversi livelli di altre risorse”, ha spiegato Gloria Graf, Ph.D. candidato al Dipartimento di Epidemiologia supervisionato da Belsky e primo autore dello studio.
“Per affrontare questi fattori di confusione, ci siamo concentrati sulla mobilità educativa, quanta più (o meno) istruzione una persona ha completato rispetto ai suoi genitori e le differenze tra fratelli nel rendimento scolastico: quanta più (o meno) istruzione una persona ha completato rispetto ai suoi fratelli . Questi disegni di studio controllano le differenze tra famiglie e ci permettono di isolare gli effetti dell’istruzione.”
Combinando questi progetti di studio con il nuovo orologio epigenetico DunedinPACE, i ricercatori sono stati in grado di testare in che modo l’istruzione influisce sul ritmo dell’invecchiamento. Quindi, collegando i dati relativi all’istruzione e al ritmo dell’invecchiamento con i registri longitudinali della durata di vita dei partecipanti, il team è stato in grado di determinare se un ritmo di invecchiamento più lento giustificava una maggiore longevità nelle persone con più istruzione.
“I nostri risultati supportano l’ipotesi che gli interventi volti a promuovere il livello di istruzione rallenteranno il ritmo dell’invecchiamento biologico e promuoveranno la longevità”, ha osservato Graf.
“In definitiva, sono necessarie prove sperimentali per confermare i nostri risultati”, ha aggiunto Belsky. “Gli orologi epigenetici come DunedinPace hanno il potenziale per migliorare tali studi sperimentali fornendo un risultato che può riflettere gli impatti dell’educazione sull’invecchiamento sano ben prima dell’insorgenza di malattie e disabilità in età avanzata.”
“Abbiamo scoperto che la mobilità educativa verso l’alto era associata sia a un ritmo più lento di invecchiamento che a una diminuzione del rischio di morte”, ha affermato Graf.
“In effetti, fino alla metà del gradiente educativo nella mortalità che abbiamo osservato è stato spiegato da traiettorie di invecchiamento più sane tra i partecipanti più istruiti”. Questo modello di associazione era simile tra le generazioni e si riscontrava nei confronti tra fratelli della famiglia: i fratelli con una maggiore mobilità educativa tendevano ad avere un ritmo di invecchiamento più lento rispetto ai loro fratelli meno istruiti.
Restrizione calorica rallenta il ritmo dell’invecchiamento negli adulti sani
In uno studio randomizzato e controllato, il primo nel suo genere, un team internazionale di ricercatori guidati dal Butler Columbia Aging Center della Columbia University Mailman School of Public Health dimostra che la restrizione calorica può rallentare il ritmo dell’invecchiamento negli adulti sani. L’intervento CALERIE ha rallentato il ritmo dell’invecchiamento misurato dalla metilazione del DNA del sangue dei partecipanti utilizzando l’algoritmo DunedinPACE ( P ace of A ging, C omputed from the E pigenome).
L’effetto dell’intervento su DunedinPACE ha rappresentato un rallentamento del 2-3% del ritmo dell’invecchiamento, che in altri studi si traduce in una riduzione del 10-15% del rischio di mortalità, un effetto simile a un intervento per smettere di fumare. I risultati sono pubblicati online sulla rivista Nature Aging.
“Nei vermi, nelle mosche e nei topi, la restrizione calorica può rallentare i processi biologici dell’invecchiamento e prolungare la durata della vita in buona salute”, afferma l’autore senior Daniel Belsky, Ph.D., professore associato di epidemiologia alla Columbia Mailman School e scienziato del Butler Aging Center della Columbia. “Il nostro studio mirava a verificare se la restrizione calorica rallenta anche l’invecchiamento biologico negli esseri umani.”
Lo studio randomizzato e controllato CALERIE di Fase 2 è il primo studio in assoluto sugli effetti della restrizione calorica a lungo termine in esseri umani sani e non obesi. Lo studio ha randomizzato 220 uomini e donne sani in tre centri negli Stati Uniti a una restrizione calorica del 25% o a una dieta normale per due anni. CALERIE è l’acronimo di “Valutazione completa degli effetti a lungo termine della riduzione dell’assunzione di energia”.
Per misurare l’invecchiamento biologico nei partecipanti allo studio CALERIE, il team di Belsky ha analizzato i campioni di sangue raccolti dai partecipanti allo studio al basale pre-intervento e dopo 12 e 24 mesi di follow-up. “Gli esseri umani vivono a lungo”, ha spiegato Belsky, “quindi non è pratico seguirli finché non vediamo differenze nelle malattie legate all’invecchiamento o nella sopravvivenza.
Ci basiamo invece su biomarcatori sviluppati per misurare il ritmo e il progresso dell’invecchiamento biologico nel corso degli anni la durata dello studio.” Il team ha analizzato i segni di metilazione sul DNA estratto dai globuli bianchi. I segni di metilazione del DNA sono etichette chimiche sulla sequenza del DNA che regolano l’espressione dei geni e sono noti per cambiare con l’invecchiamento.
Nell’analisi primaria Belsky e colleghi si sono concentrati su tre misurazioni dei dati di metilazione del DNA, a volte noti come “orologi epigenetici”. I primi due, gli orologi PhenoAge e GrimAge, stimano l’età biologica , ovvero l’età cronologica in cui la biologia di una persona apparirebbe “normale”.
Queste misure possono essere pensate come “odometri” che forniscono una misura statica di quanto invecchiamento ha sperimentato una persona. La terza misura studiata dai ricercatori è stata DunedinPACE, che stima il ritmo dell’invecchiamento , ovvero il tasso di deterioramento biologico nel tempo. DunedinPACE può essere considerato un “tachimetro”.
“A differenza dei risultati di DunedinPace, non ci sono stati effetti dell’intervento su altri orologi epigenetici”, ha osservato Calen Ryan, Ph.D., ricercatore presso il Butler Aging Center della Columbia e co-autore principale dello studio.
“La differenza nei risultati suggerisce che le misure dinamiche del ‘ritmo di invecchiamento’ come DunedinPACE possono essere più sensibili agli effetti dell’intervento rispetto alle misure dell’età biologica statica.”
“Il nostro studio ha trovato prove che la restrizione calorica ha rallentato il ritmo dell’invecchiamento negli esseri umani”, ha detto Ryan. “Ma la restrizione calorica probabilmente non è per tutti. I nostri risultati sono importanti perché forniscono la prova, derivante da uno studio randomizzato, che rallentare l’invecchiamento umano potrebbe essere possibile.
Ci danno anche un’idea del tipo di effetti che potremmo cercare nelle sperimentazioni di interventi che potrebbero attrarre più persone, come il digiuno intermittente o l’alimentazione a tempo limitato”.
È ora in corso un follow-up dei partecipanti allo studio per determinare se l’intervento ha avuto effetti a lungo termine sull’invecchiamento in buona salute. In altri studi, un DunedinPACE più lento è associato a un ridotto rischio di malattie cardiache, ictus, disabilità e demenza.
“Il nostro studio sugli effetti ereditari dell’intervento CALERIE verificherà se gli effetti a breve termine osservati durante lo studio si sono tradotti in una riduzione a lungo termine delle malattie croniche legate all’invecchiamento o dei loro fattori di rischio “, afferma Sai Krupa Das, scienziato senior e Ricercatore CALERIE che guida il follow-up a lungo termine dei partecipanti CALERIE
DunedinPACE è stato sviluppato da Daniel Belsky e colleghi della Duke University e dell’Università di Otago. Per sviluppare DunedinPACE, i ricercatori hanno analizzato i dati del Dunedin Longitudinal Study, uno studio di coorte di nascita fondamentale sullo sviluppo umano e sull’invecchiamento che segue 1000 individui nati nel 1972-73 a Dunedin, in Nuova Zelanda. I ricercatori hanno prima analizzato il tasso di cambiamento di 19 biomarcatori in 20 anni di follow-up per ricavare un’unica misura composita del ritmo dell’invecchiamento.
Successivamente, i ricercatori hanno utilizzato tecniche di apprendimento automatico per distillare questo ritmo di invecchiamento di 20 anni in un test del sangue sulla metilazione del DNA in un unico punto temporale.
I valori dell’algoritmo DunedinPACE corrispondono agli anni di invecchiamento biologico sperimentati durante un singolo anno solare, fornendo una misura del ritmo dell’invecchiamento.
Sviluppato strumento all’avanguardia per misurare il ritmo dell’invecchiamento
I ricercatori della Mailman School of Public Health della Columbia University hanno sviluppato un nuovo esame del sangue per misurare il ritmo dell’invecchiamento biologico. Basato sull’analisi dei tag chimici sul DNA contenuto nei globuli bianchi, chiamati segni di metilazione del DNA, il nuovo test si chiama DunedinPACE, dal nome della Dunedin Birth Cohort che lo ha sviluppato.
DunedinPACE (acronimo di Pace of Aging Computed from the Epigenome) è una nuova aggiunta a un elenco in rapida crescita di test di metilazione del DNA progettati per misurare l’invecchiamento e apporta valore aggiunto oltre l’attuale stato dell’arte.
I risultati sono pubblicati online sulla rivista eLife.
“Ciò che rende unico DunedinPACE è che, mentre altri test mirano a misurare quanti anni ha una persona o quanto è giovane, DunedinPACE misura se sta invecchiando rapidamente o lentamente”, ha affermato Daniel Belsky, Ph.D., assistente professore di epidemiologia presso la Columbia Mailman School. e un ricercatore presso il Columbia Aging Center. Questo disegno potrebbe rendere DunedinPACE uno strumento più sensibile per rilevare gli effetti degli interventi che mirano a rallentare l’invecchiamento o delle esposizioni che accelerano i processi di invecchiamento.
“Mentre altre misure dell’invecchiamento sono progettate per catturare tutti i cambiamenti legati all’invecchiamento accumulati nel corso della vita, la nostra misura si concentra sui cambiamenti avvenuti nel recente passato”, ha spiegato Belsky.
“Ciò che colpisce è che, anche con questo focus più ristretto, DunedinPACE è altrettanto preciso quanto il migliore dei test attualmente disponibili nel prevedere malattie, disabilità e mortalità futura, e aggiunge valore alle valutazioni del rischio oltre a queste misure”.
Sviluppato da Belsky e colleghi della Duke University e dell’Università di Otago, DunedinPACE tiene traccia dei cambiamenti in 19 biomarcatori di integrità di organi e sistemi nella coorte di nascita di 1000 membri del Dunedin Study, che sono stati arruolati per la prima volta nello studio alla nascita nel 1972-1973 e hanno da allora sono stati seguiti, l’ultima volta in occasione del loro 45° compleanno. Questo studio ha utilizzato i dati raccolti dai partecipanti quando avevano tutti età di 26, 32, 38 e 45 anni.
L’utilizzo di una coorte di nascita di un solo anno per sviluppare la misura garantisce che DunedinPACE non sia contaminato da pregiudizi che potrebbero influenzare gli studi che mettono a confronto le persone anziane con quelle più giovani, compresi i bias di sopravvivenza e le differenze storiche nell’esposizione.
L’analisi dei cambiamenti avvenuti nei corpi dei membri dello studio man mano che invecchiavano nel corso dei 20 anni di follow-up garantisce inoltre che DunedinPACE misuri i cambiamenti legati all’invecchiamento che si verificano durante la vita adulta.
Oltre allo studio Dunedin, i ricercatori hanno utilizzato anche i dati del Understanding Society Study, del Normative Aging Study, del Framingham Heart Study e dello Environmental Risk (E-Risk) Longitudinal Twin Study.
Nella presente analisi, gli adulti di mezza età e gli anziani con DunedinPACE più veloce presentavano un rischio maggiore di malattie croniche, disabilità e mortalità incidenti; nel corso della vita, DunedinPACE è stato correlato con le misure dell’età biologica derivate dai dati chimici del sangue e sulla metilazione del DNA e con le percezioni soggettive della propria salute da parte dei partecipanti alla ricerca . Ha inoltre indicato un ritmo di invecchiamento più rapido nei giovani adulti con storie di esposizione alla povertà e alla vittimizzazione.
“In sintesi, DunedinPACE rappresenta una nuova misura dell’invecchiamento che può integrare le misure esistenti di metilazione del DNA dell’invecchiamento per aiutare a far avanzare le frontiere della geroscienza”, ha osservato Belsky, che lavora anche con il Robert N. Butler Columbia Aging Center, Columbia Mailman School.
L’analisi attuale stabilisce che DunedinPACE è una nuova misura a punto temporale singolo che quantifica il ritmo dell’invecchiamento con campioni di sangue intero, che può essere facilmente implementata nella maggior parte dei set di dati sulla metilazione del DNA, rendendolo immediatamente disponibile per i test in un’ampia gamma di set di dati esistenti come strumento complementare alle misure di metilazione esistenti dell’invecchiamento.
“C’è un crescente interesse per le tecnologie per misurare l’età biologica, definita come quanto una persona è biologicamente più vecchia o più giovane di quanto previsto dalla sua data di nascita. Il nostro studio rivela che è anche possibile misurare il ritmo dell’invecchiamento, o quanto velocemente il corpo di una persona sta diminuendo.
Insieme, queste misurazioni possono aiutarci a comprendere i fattori che guidano l’invecchiamento accelerato nelle popolazioni a rischio e identificare interventi che possono rallentare l’invecchiamento per costruire equità nella salute”.