Dlaczego biologiczne zegary mylą się z naszym „prawdziwym wiekiem” – i jak AI mogłoby pomóc

Kiedy zaczelam pisac o starzeniu sie lata temu, bylo duzo szumu wokol czegos takiego jak zegary biologiczne, znane takze jako zegary starzenia sie lub pomiary „prawdziwego wieku”. W zalozeniu sa one dosc proste: kazdy z nas ma wiek chronologiczny, czyli liczbe lat od narodzin, ale niekoniecznie odzwierciedla to, jak daleko jestesmy na zjezdzalni od narodzin do schorzenia.

Srednio podąża to dość przewidywalną ścieżką, ze stopniowym spadkiem niemal każdej fizycznej i umysłowej cechy w dorosłości. Gdy oceniamy, ile ma lat ktoś, intuicyjnie sumujemy wiele tych znamienne oznaki, które widzimy – zmarszczki i siwe włosy, lub zmiany w postawie, chodzie, głosie, ostrości umysłu itp.

Celem mierzenia wieku biologicznego jest uchwycenie tego spadku w jednej metryce, ocenionej naukowo i wyrażonej w latach. Wyniki mówią nam cos, co intuicyjnie wiemy: niektórzy ludzie starzeja sie lepiej niz inni.

Wiekszosc ludzi jest, biologicznie, w zaledwie kilka lat po obu stronach swojego wieku chronologicznego. Ale te dwie liczby moga znacznie sie roznic. 56-letni (tak jak ja) moze miec biologiczny wiek typowego trzydziestolatka (co prawdopodobnie nie jest prawda), podczas gdy inny moze miec biologie osiemdziesieciolatka (podobnie). Istotne jest, ze wiek biologiczny moze wzrastac wolniej niz wiek chronologiczny, a nawet sie obnizac.

Wiek biologiczny jest przydatnym pomiarem. Moze on dostarczyc jednostkom zwięzłych i łatwych do zrozumienia informacji o ich ogólnym stanie zdrowia, zachęcic do wprowadzania zmian w stylu życia i powiedzieć im, czy jakiekolwiek wynikające interwencje, takie jak dieta i ćwiczenia fizyczne, daja efekt. Oceniając liczbę komercyjnych firm oferujących testy wieku biologicznego, można stwierdzić, że istnieje znaczne zapotrzebowanie na takie informacje, pomimo faktu, że jest to kosztowne.

Dla naukowców przeprowadzających próby interwencji przeciwko starzeniu, jest to przydatne narzędzie do sprawdzania, co działa, a co nie, bez konieczności czekania lat, aby obserwować, czy ich króliki doświadczalne (ludzkie lub inne) starzeją się i umierają w różnych tempach. A dla tych, którzy pracują nad podstawową biologią starzenia się, pomiary wieku biologicznego mogą pomóc zrozumieć, co się dzieje w naszych ciałach w miarę starzenia.

A więc, co w tym niezbyt lubimy? Całkiem sporo, jak się okazuje. Wiek biologiczny jest zasadniczo słuszny, ale w praktyce pozostawia wiele do życzenia.

Pierwsze zegary biologiczne opierały się na markerach epigenetycznych. Są to molekularne znaczniki dodawane lub usuwane z jądrowego DNA, które wpływają na wzorce ekspresji genów. Około dekady temu, badacze pod kierownictwem Steve’a Horvatha – ojca zegarów biologicznych z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles – odkryli, że podczas gdy istnieje wiele indywidualnych różnic, markery epigenetyczne zmieniają się przewidywalnie przez średni czas życia. Zmierz odpowiednie, przekaż dane przez skomplikowany algorytm i, oto szacunek biologicznego wieku kogos.

Ale epigenetyka nie jest jedynym sposobem na oszacowanie. W mijających latach powstało wiele innych zegarów opartych na różnych innych znacznikach biologicznych, w tym białkach krwi, długościach końcówek DNA na końcach chromosomów zwanych telomerami, metabolitach moczu, obrazach twarzy i rentgenach klatki piersiowej. Nie byłoby to problemem, gdyby wszystkie podały mniej więcej tę samą odpowiedź, ale tak nie jest.

Jako jeden przykład, można to zobaczyć w niedawnym analizie badania klinicznego na ludziach o nazwie CALERIE, które badano wpływ długotrwałego ograniczenia kalorycznego – udowodnionej interwencji antystarzeniowej u wielu organizmów, chociaż czy ma zastosowanie do nas jest nadal niepewne. Badanie CALERIE zastosowało pięć różnych zegarów starzenia się do 220 dorosłych. Dwa zegary pokazały istotne zmniejszenie biologicznego wieku wśród uczestników o ograniczonym spożyciu kalorii. Trzy z nich tego nie zrobiły. W który z nich powinniśmy wierzyć? To problem, który męczy każdego – niezależnie od tego, czy jest to jednostka czy naukowiec – korzystającego z zegara starzenia się.

Kolejnym problemem zegarów starzenia jest złudzenie dokładności. Większość podaje pojedynczą liczbę bez pasków błędów, pomimo istniejącego poziomu niepewności danych i analiz. Zgodnie z niedawnym artykułem w czasopiśmie npj Aging, to zaledwie wierzchołek góry lodowej. Ogólnie badacze dochodzą do wniosku, że istniejące zegary nie robią tego, co jest napisane na opakowaniu i narażają się na to, że dają ludziom albo nieuzasadnioną pewność, albo niepotrzebną niepokój o stan ich zdrowia.

Czy to oznacza, że zegary starzenia są bezużyteczne? Nie do końca. Autorzy artykułu, na czele z Dmitrijem Kriukovem z Instytutu Naukowego i Technologicznego w Skolkowie w Rosji, mówią, że „wszystkie ograniczenia zegarów starzenia są hipotetycznie rozwiązywalne”. Ale czy warto to robić, to inna sprawa.

Częściowo dlatego nowe i bardzo obiecujące podejście nadchodzi. Istniejące zegary starzenia wymagają próbek biologicznych. Nowe podejście nie, polegając zamiast tego na – zgadnij – sztucznej inteligencji, konkretnie na czymś, co nazywa się dużymi modelami zdrowia (LHM). Są to w zasadzie duże modele językowe – takie jak te, które napędzają bota do rozmów na żywo takie jak ChatGPT – przeszkolone na ogromnych wolumenach danych zdrowotnych do przewidywania dwóch głównych celów zegarów starzenia: ryzyka śmierci danego osobnika i ryzyka rozwinięcia chorób związanych z wiekiem. Niedawny artykuł w Nature Medicine poinformował, że to podejście wyprzedza istniejące zegary.

LHM są wciąż w fazie rozwoju, a podczas gdy nadal je ulepszamy, problemy z istniejącymi zegarami mogą zostać rozwiązane. Ale przekaz wynika z tego jest taki: jeśli kusisz się, by zmierzyć swoj biologiczny wiek, pomysl dwa razy. Lub, jeśli juz to zrobiłeś, traktuj wyniki z przymrużeniem oka. Natomiast ja obiecuję, że następnym razem, gdy będę pisać historie o starzeniu się, będę o wiele bardziej sceptyczny wobec badań wykorzystujących te zegary. Starszy, mądrzejszy.