Los científicos han descubierto cambios biológicos clave relacionados con la edad entre los 40 y los 60 años

En un estudio reciente publicado en Nature Aging, investigadores de Singapur y EE. UU. realizaron un perfil longitudinal exhaustivo de cohorte (n=108) utilizando técnicas multiómicas de vanguardia para identificar la dinámica no lineal del envejecimiento humano. La cohorte del estudio incluyó a residentes de California de entre 25 y 75 años, a quienes se les realizó un seguimiento de hasta 6,8 años (mediana: 1,7 años).

El estudio reveló que solo el 6,6 % de los marcadores moleculares mostró cambios lineales con la edad, mientras que una proporción significativa (el 81 %) mostró patrones no lineales, lo que pone de relieve la complejidad del proceso de envejecimiento. El análisis de marcadores moleculares reveló que el envejecimiento humano no es un proceso lineal, con alteraciones drásticas en ciertas vías biológicas observadas entre los 44 y los 60 años, como el metabolismo del alcohol y los lípidos a los 40, y el metabolismo de los carbohidratos y la regulación inmunitaria a los 60. Estos hallazgos proporcionan una perspectiva sin precedentes sobre las vías biológicas y moleculares asociadas con el envejecimiento humano y representan un avance significativo en la identificación de intervenciones terapéuticas contra las enfermedades crónicas relacionadas con la edad.

El envejecimiento se define como el declive de las funciones fisiológicas asociadas con la edad, lo que se asocia con el riesgo y desarrollo de enfermedades crónicas como diabetes, neurodegeneración, cáncer y enfermedades cardiovasculares.

Estudios recientes que utilizan tecnologías ómicas modernas de alto rendimiento basadas en sistemas muestran que, contrariamente a lo que se creía, el envejecimiento no es un proceso lineal. El estudio empleó transcriptómica, proteómica, metabolómica y análisis del microbioma para explorar la complejidad del envejecimiento a nivel molecular. Ciertos umbrales de edad pueden ser momentos clave que corresponden a cambios no lineales significativos en el metabolismo y los perfiles moleculares. Por ejemplo, las enfermedades neurodegenerativas y cardiovasculares presentan picos significativos de prevalencia en la población de alrededor de 40 y 60 años.

A pesar de este conocimiento relativamente nuevo, la literatura se ha centrado hasta ahora en la biología del envejecimiento, partiendo del supuesto de que este es un proceso lineal. Este enfoque puede haber oscurecido los conocimientos mecanicistas necesarios para desarrollar intervenciones terapéuticas contra las enfermedades relacionadas con la edad, lo que dificulta el logro de prolongar la esperanza de vida y la salud en la vejez.

El objetivo de este estudio fue abordar esta laguna en la literatura mediante el uso de una batería de métodos de perfilación multiómica profunda para examinar cambios específicos en las vías biológicas y moleculares asociadas con diferentes grupos de edad de adultos. El estudio se realizó en una cohorte de voluntarios adultos sanos de California, EE. UU., de entre 25 y 75 años. Los participantes elegibles para el estudio no tenían antecedentes clínicos de enfermedades crónicas como anemia, enfermedades cardiovasculares, cáncer, trastornos psiquiátricos o cirugía bariátrica.

Durante la recolección de datos iniciales, se realizó una prueba de supresión de insulina modificada, una glucemia en ayunas y una prueba de hemoglobina A1C (HbA1C) para determinar la resistencia a la insulina, la diabetes y los niveles promedio de glucosa en los participantes. Además, se registró el índice de masa corporal (IMC) de los participantes al inicio del estudio y durante el seguimiento.

El estudio incluyó a 108 participantes (51,9 % mujeres) de entre 25 y 75 años (mediana de 55,7). Los participantes proporcionaron muestras para datos multiómicos cada 3 a 6 meses (la mediana de seguimiento fue de 1,7 años, con un máximo de 6,8 años). Este riguroso análisis longitudinal permitió a los investigadores capturar cambios moleculares lineales y no lineales asociados con el envejecimiento. Los resultados multiómicos destacaron la importancia de los enfoques no lineales para caracterizar el envejecimiento biológico, mostrando que, de las moléculas examinadas, solo el 6,6 % mostró cambios lineales asociados con la edad, mientras que el 81 % mostró patrones no lineales.

Estos patrones moleculares fueron notablemente consistentes en los siete estudios multiómicos, lo que sugiere profundas implicaciones biológicas. Un enfoque de agrupamiento por trayectorias, utilizado para agrupar moléculas según su similitud temporal, reveló la presencia de tres grupos distintos (grupos 5, 2 y 4).

El primero incluyó un módulo transcriptómico relacionado con el ARNm y la autofagia, que mostró un aumento pronunciado alrededor de los 60 años. Esta vía mantiene la homeostasis celular y demuestra un mayor riesgo de enfermedades asociadas con el envejecimiento. El segundo grupo incluyó la vía del metabolismo de la fenilalanina, que abarca los niveles de glucosa sérica/plasmática y los niveles de nitrógeno ureico en sangre, que aumentan significativamente alrededor de los 60 años, lo que indica un deterioro de la función renal y un mayor riesgo de enfermedad cardiovascular. El tercer grupo incluyó vías relacionadas con el metabolismo de la cafeína y la biosíntesis de ácidos grasos insaturados, importantes para la salud cardiovascular.

Para comprender mejor los picos de desregulación del microbioma y las moléculas durante el envejecimiento, los investigadores utilizaron un algoritmo de análisis de ventana deslizante de expresión diferencial modificado (DE-SWAN). Los resultados del análisis destacan la presencia de dos picos distintos (crestas) correspondientes a edades cercanas a los 40 y 60 años, lo cual fue consistente en todos los perfiles multiómicos (especialmente en proteómica). Los módulos del primer pico se asociaron estrechamente con el metabolismo del alcohol y los lípidos, mientras que los módulos del segundo pico se asociaron con trastornos del sistema inmunitario, la función renal y el metabolismo de los carbohidratos.

El presente estudio destaca la naturaleza altamente no lineal de los procesos biológicos y moleculares asociados con el envejecimiento humano, como se demuestra en siete estudios multiómicos diferentes. El estudio destaca por identificar patrones específicos en el proceso de envejecimiento que aumentan considerablemente alrededor de los 40 y 60 años, lo que corresponde a una desregulación biológicamente significativa del metabolismo del alcohol y los lípidos (a los 40 años) y a la disfunción inmunitaria, la función renal y el metabolismo de los carbohidratos (a los 60 años).

Estos valiosos datos y enfoques multiómicos proporcionan una comprensión más profunda de los complejos procesos del envejecimiento, lo que creemos que aporta valor a la investigación existente. Sin embargo, se necesitan más estudios para validar y ampliar estos hallazgos, quizás utilizando cohortes más amplias para captar toda la complejidad del envejecimiento.