Дата рождения показывает, сколько лет прожил человек, но почти ничего не говорит о том, насколько одинаково за это время постарели его сердце, мозг, почки или легкие.
Оказывается, органы одного и того же человека могут стареть совершенно по-разному. Новый метод позволяет искать такие различия всего по одному образцу крови.
Исследователи изучили 25 712 микроскопических изображений тканей, полученных от 983 умерших доноров. В общей сложности анализ охватил 40 типов тканей из 29 органов.
Модель обучили распознавать едва заметные изменения структуры тканей, которые возникают с возрастом. Для каждого органа фактически появился собственный «тканевый возраст».
Например, если легочная ткань 60-летнего человека по своей структуре больше напоминала ткани людей старшего возраста, такие легкие считались биологически более старыми, чем ожидалось.
В среднем определенный моделью возраст отличался от реального возраста доноров примерно на пять лет.
Но самое интересное заключалось в том, что эта разница была связана не просто с датой рождения. Ткани, которые выглядели старше ожидаемого, чаще демонстрировали изменения, характерные для старения и заболеваний: уменьшение объема тканей, образование плотных рубцовых участков, исчезновение мелких кровеносных сосудов, накопление жира в мышцах и истончение нервов.
При этом единого темпа старения всего организма исследователи не обнаружили.
У некоторых людей признаки ускоренного старения наблюдались сразу во многих органах. У других резко выделялся только один — например сердце, легкие или желудок, тогда как остальные выглядели значительно моложе.
Проблема в том, что непосредственно изучать биологический возраст органа обычно можно только после получения образца его ткани, а для живого человека это часто означает инвазивную процедуру.
Поэтому ученые попытались найти более простой путь.
Они сопоставили возраст органов, определенный по изображениям тканей, с активностью генов в образцах крови тех же доноров. Иными словами, исследователи искали изменения в крови, которые сопровождали появление признаков преждевременного старения определенного органа.
После этого была создана вторая модель, способная оценивать состояние органов уже только по данным крови.
Лучше всего она определяла общее старение организма, а также возраст пищеварительной системы и селезенки.
Затем метод проверили на данных здоровых людей и пациентов с восемью различными заболеваниями. Во многих случаях модель действительно показывала наибольшее старение именно тех органов, которые были связаны с конкретной болезнью.
У людей, перенесших инсульт, наибольшая возрастная разница обнаруживалась в мозге.
При болезни Крона более старыми выглядели пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник.
А среди пациентов с болезнью Альцгеймера мозг оказался единственным органом, чей расчетный биологический возраст был значительно повышен.
Это указывает на то, что кровь действительно может содержать информацию о процессах, происходящих глубоко внутри отдельных органов.
Однако исследователи подчеркивают важное ограничение: если орган выглядит старше, это еще не означает, что ускоренное старение стало причиной заболевания. Возможна и обратная ситуация — сама болезнь могла вызвать эти изменения. Не исключено также, что оба процесса развивались одновременно.
Ранее уже создавались анализы крови для оценки возраста отдельных органов, например по циркулирующим белкам. Но разные коммерческие тесты биологического возраста могут давать сильно отличающиеся результаты.
У нового исследования тоже есть серьезные ограничения.
Большая часть тканей была получена после смерти, а за одними и теми же людьми ученые не наблюдали на протяжении многих лет. Кроме того, анализ крови в основном проверяли на пациентах, у которых заболевание уже было диагностировано.
Поэтому пока неизвестно, сможет ли такой метод выявлять болезнь еще до появления симптомов.
Прежде чем технология доберется до клиник, потребуются длительные исследования на разных группах людей, подтверждение надежности результатов и разрешение регулирующих органов. По оценке одного из авторов работы, на это может уйти несколько лет, а возможно, почти десятилетие.
У нескольких авторов исследования также есть патент, связанный с этой разработкой.
Но уже сейчас работа показывает важную вещь: попытка свести биологический возраст всего человека к одной цифре может быть слишком грубой.
Сердце, мозг и почки находятся в одном организме и прожили одинаковое количество календарных лет. Но с биологической точки зрения время для них, похоже, может идти совершенно по-разному.
Исследование опубликовано в журнале Nature Medicine.
