La Editorial de No Ficción Alpina publica el libro En sentido antihorario de la periodista científica Polina Loseva. TASS publica un extracto sobre cómo los científicos buscan signos de envejecimiento en el cuerpo.
Editorial * Alpina no ficción *.
Colecciónalos todos
En 2001 apareció el primer “índice de fragilidad”, uno de los marcadores más simples del envejecimiento. Los investigadores analizaron una gran muestra de personas para detectar cinco signos de fragilidad: pérdida de peso involuntaria, fuerza de agarre débil, caminar lento, sentirse cansado e inactivo. Aquellos que se ajustan al menos a tres criterios, los autores del criterio consideran frágiles. Tenían un mayor riesgo de enfermedad, hospitalización y muerte. A los que correspondían a solo una o dos características se les asignó un estado de fragilidad intermedio. Este criterio, único en su tipo, aún no permitía evaluar el riesgo exacto para cada uno de los sujetos, pero con su ayuda ya era posible medir los riesgos para el conjunto de la población y sus grupos individuales.
Video promocional:
Posteriormente, a partir de esta idea, creció todo un bosque de índices de fragilidad. Desde entonces, la cantidad de funciones se ha vuelto significativamente mayor y puede llegar a cientos, pero el principio sigue siendo el mismo. Cada característica es un parámetro que:
a) es un defecto de salud (y no una propiedad de un estilo de vida, como fumar);
b) ocurre con mayor frecuencia con la edad;
c) ocurre al menos el 1% de las personas en la población.
La suma de los signos debe abarcar diferentes áreas del trabajo del cuerpo, es decir, no solo la condición física, sino también la salud mental y psicológica de una persona. De hecho, estos índices miden el número de deficiencias / lesiones en el cuerpo humano, razón por la cual a veces se denominan índices de defectos. Cada uno de docenas o cientos de rasgos se puntúa en una escala de 0 a 1, y el sujeto recibe una puntuación de fragilidad que crece a medida que el cuerpo envejece.
El índice de fragilidad es la quintaesencia del enfoque médico del envejecimiento, que considera la vejez como un conjunto de enfermedades relacionadas con la edad. Por lo tanto, dichos índices se utilizan a menudo en el trabajo médico y hacen un buen trabajo al predecir, por ejemplo, la necesidad de una persona mayor de cuidados intensivos. En casos raros, también funcionan para los jóvenes, ya que cada defecto, cada enfermedad relacionada con la edad, afecta seriamente su tasa de supervivencia. Sin embargo, con su ayuda es difícil predecir otra cosa que no sea el riesgo de muerte, por lo que para las personas relativamente sanas son de poca utilidad. Además, los índices de fragilidad no nos dicen nada sobre la causa del envejecimiento y solo miden sus consecuencias.
Sin embargo, el principio en sí mismo, no usar un parámetro, sino la suma de marcadores, es ciertamente cierto, porque toma en cuenta la heterogeneidad de la población. Y ahora los investigadores están tratando de construir modelos multivariados para estimar la edad biológica.
Por ejemplo, en el estudio estadounidense CALERIE, que se dedica a la restricción de calorías, los científicos rastrean 18 signos diferentes: desde la cantidad de colesterol y hemoglobina hasta la salud de las membranas mucosas. Para cada uno de ellos, construyeron una curva de cambio de 26 a 38 años y construyeron un modelo que predice la edad biológica en base a la suma de cambios en todos los parámetros, multiplicada por ciertos coeficientes. Los intentos de estimar la edad biológica de cada participante individual han demostrado que la población incluso de los jóvenes es muy heterogénea. Según los experimentadores, la edad biológica de los sujetos, que tienen 38 años según sus pasaportes, puede ser de 30 a 50. En este estudio, es especialmente importante que los científicos trabajen con personas jóvenes sanas, cuyo riesgo de muerte o desarrollo de enfermedades es casi imposible de estimar. Probablemente,en un futuro próximo, aparecerá un marcador de edad tan complejo. La única pregunta es qué parámetros específicos se incluirán en él.
El nos considera
¿Qué significan 5, 10 o incluso 100 parámetros en comparación con la complejidad de la organización del cuerpo humano? Para no preocuparse por elegir los biomarcadores más precisos, varios científicos utilizan un enfoque fundamentalmente diferente para calcular la edad biológica: la inteligencia artificial. Últimamente, ha habido muchos trabajos en los que los médicos enseñan redes neuronales para diagnosticar una amplia variedad de enfermedades, entonces, ¿por qué no aplicarlas al envejecimiento?
En los EE. UU., Esto lo está haciendo un grupo de investigadores dirigido por el científico Alex Zhavoronkov. Entrenan la inteligencia artificial sobre una amplia variedad de signos de envejecimiento. Por ejemplo, en 2018, le enseñaron cómo medir la edad de una persona a partir de una fotografía de un rostro. Al reconocer el ojo y la piel circundante, el programa determinó la edad con una precisión de dos a cinco años. Al mismo tiempo, la característica más significativa resultaron ser las arrugas en el rabillo del ojo: tan pronto como se cerraron en las fotografías, para la red neuronal, los ancianos comenzaron a parecer niños pequeños.
En 2019, el grupo de Zhavoronkov realizó análisis de sangre. Los parámetros que midieron se asemejan a una prueba bioquímica estándar: la cantidad de diferentes células sanguíneas, la concentración de proteínas, grasas, glucosa y productos metabólicos: urea, creatinina (un producto metabólico en los músculos que generalmente es excretado por los riñones), bilirrubina (hemoglobina residual). Y nuevamente, la inteligencia artificial determinó la edad de los sujetos con una precisión de seis años.
En el camino, resultó que para diferentes géneros y grupos étnicos es necesario tener en cuenta un conjunto diferente de marcadores. Por ejemplo, la concentración de sodio jugó un papel importante en el cálculo de la edad de los surcoreanos, pero no dependió significativamente de la edad de los europeos del este. Y esta es otra característica que hay que tener en cuenta cuando se trata de la edad biológica: merece la pena comprobar cada vez a partir de qué muestra se ha desarrollado el método para determinarla. Lo que hace viejo al chino antiguo no funciona necesariamente para el indio.
norte
Los siguientes en la fila son los microbios. A pesar de que todavía no estamos seguros de cómo los diferentes representantes de la microflora intestinal afectan la salud humana, la inteligencia artificial ya los ha contado. Al comparar el número relativo de diferentes tipos de bacterias en los intestinos de los humanos, la red neuronal ha aprendido a determinar la edad con una precisión de unos cuatro años.
Es interesante que la relación de ciertos microbios con la determinación de la edad no dependía de si eran beneficiosos para la salud o, por el contrario, nocivos. En este sentido, las bacterias "favorables al envejecimiento" parecen especialmente curiosas. Estos son probablemente los mismos habitantes intestinales recién adquiridos de los que hablamos en el capítulo "Microbios" y que retienen la diversidad necesaria dentro del organismo que envejece y mantienen la inflamación en el nivel deseado. Pero también es posible otra explicación: estos microbios pueden ser un reflejo no tanto de la vejez como del estilo de vida de la generación que ahora ha entrado en la vejez: baja actividad física, alto consumo de azúcares y alimentos procesados. Y si esto es cierto, en el futuro, los científicos tendrán que ajustar el método para determinar la edad, no solo según el género o la raza,pero también de la generación y su forma de vida.
El trabajo de inteligencia artificial ciertamente ampliará el campo de visión y revelará lo que los métodos clásicos pasan por alto. Al mismo tiempo, no todos los parámetros que se miden cumplen los criterios de biomarcadores. Por tanto, una red neuronal capaz de determinar la edad de una persona resulta muy útil funcionalmente, pero plantea muchas interrogantes desde el punto de vista biológico.
¿Cuáles de los parámetros que tiene en cuenta la IA son realmente importantes? ¿Cuáles están relacionados con las causas del envejecimiento y cuáles solo reflejan el estilo de vida? Ahora la inteligencia artificial está guiada por un algoritmo que nos resulta incomprensible y produce predicciones sin fundamento, como el adivino griego. Para tener razones para creer en sus predicciones, todavía tenemos que aislar y probar los principales marcadores en los que se basa.
Dificultades de conversión
La lista de posibles marcadores de la edad biológica no termina ahí. Se proponen como candidatos los restos de ADN que circulan en la sangre, la cantidad de residuos de azúcar en las proteínas extracelulares e incluso las características del cerebro en las imágenes por resonancia magnética. Un estudio reciente calculó la edad del cerebro por la cantidad de oxígeno consumido por unidad de glucosa. La descomposición de la glucosa sin la participación de oxígeno se consideró un signo "infantil" y la respiración completa de oxígeno se consideró un "adulto". Este método predijo la edad con una precisión de solo 8,5 años, pero los cerebros de las mujeres eran, en promedio, cuatro años más jóvenes que los de los hombres. Hay muchos ejemplos de este tipo, y el número de candidatos a biomarcadores sigue creciendo.
El problema es que sus predicciones no concuerdan bien entre sí. Y si dentro de cada grupo los marcadores aún pueden llevarse a un denominador común, por ejemplo, todos los tipos de relojes epigenéticos pueden calibrarse por igual, entonces las diferencias entre los grupos siguen siendo profundas. En diferentes estudios, se comportan de manera diferente: en algunos estudios, los relojes de Hannam (pero no los de croata) predicen el riesgo de reducción de las habilidades mentales y motoras, en otros trabajos, solo los relojes de croatas están asociados con el riesgo de enfermedades cardiovasculares y obesidad. En el tercer estudio, el índice de fragilidad es mucho más preciso para determinar la edad biológica que las horas de metilación, y en el cuarto, ninguno de los marcadores pudo predecir ninguno de los signos de la edad con la suficiente precisión.
Quizás el punto esté en la estrecha "especialización" de la mayoría de los marcadores biológicos, que son indicativos sólo en "su" área. Las concentraciones de lípidos están estrechamente asociadas con la obesidad, la resonancia magnética del cerebro (con la inteligencia, la longitud de los telómeros) con la regeneración, etc. Pero, si es así, ¿podemos juzgar los riesgos para el cuerpo como un todo por la edad de un órgano o sistema de órganos?
Estrictamente hablando, no estamos seguros de que todas las partes del cuerpo humano envejezcan al mismo ritmo, y para hablar de esto, necesitamos tener un parámetro de envejecimiento común para todos. Por ejemplo, epigenéticamente, la mayoría de los tejidos (aunque no todos) tienen aproximadamente la misma edad, pero la cantidad de células senescentes que contienen es diferente.
En este sentido, es interesante observar a los pacientes que se han sometido a una transfusión de sangre o un trasplante de órganos; después de eso, se encuentran en sus cuerpos células de diferentes edades biológicas. Las mediciones muestran que estar en el mismo cuerpo no suaviza la diferencia de edad. Y si el donante era más joven que el receptor, entonces sus células continúan viviendo en su propio tiempo, permaneciendo más jóvenes que los tejidos circundantes, al menos según el reloj epigenético.
De una forma u otra, todavía no existe una única medida para todos los órganos, al igual que no existe un único biomarcador adecuado para todos los experimentos. Cada parámetro utilizado resuelve su problema específico; En algunos estudios, los investigadores buscan específicamente marcadores separados para diferentes áreas de la vida del cuerpo. Y esto tiene su propia lógica: cuanto más específico es el parámetro que medimos, mejor entendemos cómo se forma y bajo cuya influencia puede cambiar.
Cuando tratamos de encontrar un marcador para todo el organismo, surge inmediatamente la pregunta: ¿qué estamos midiendo exactamente? Los telómeros indican si las células están listas para dividirse, el reloj epigenético indica qué tan bien una célula está reparando su ADN o qué tan bien se mantienen los genes sin torcer. Estos dos marcadores casi nunca coinciden entre sí en las predicciones. Quizás esto sugiera que cada marcador mide el grosor de su propio pilar del envejecimiento, y luego no tiene sentido tratar de vincularlos.
Este es probablemente el problema de los biohackers, que intentan medir muchos parámetros de su cuerpo y ajustarlos a valores "óptimos". Hay muchísimos marcadores, y cada uno de ellos individualmente puede no significar nada (al igual que cada región individual de ADN metilado prácticamente no está asociada con la edad biológica) o dar resultados que no coinciden con otras predicciones. Por lo tanto, es poco probable que algún día podamos encontrar un parámetro específico que responda a todas nuestras preguntas.
Nos encontramos en un callejón sin salida: es imposible encontrar un marcador, el mismo para todos, y muchos marcadores más pequeños todavía son poco consistentes entre sí y no proporcionan explicaciones biológicas. Este es el mismo problema al que se enfrentan los luchadores contra el envejecimiento: parece que ya no estamos destinados a abrir una pastilla mágica, y difícilmente es posible arreglar todo en partes, como sugiere Aubrey de Gray. La lista de cambios que hemos recopilado en las páginas de esta pieza no deja esperanzas de una reparación fácil. En la siguiente parte trataremos de encontrar un término medio y hablaremos de cómo la búsqueda de las causas del envejecimiento ayuda a descubrir qué se puede hacer con él y qué receta del "elixir de la juventud" parece hoy más plausible.
