Un estudio revela un vínculo sorprendente entre la edad biológica y el desarrollo infantil

Aparte de la edad cronológica, la edad biológica en los adultos está asociada con la salud y la resiliencia frente a la enfermedad. Los niños también podrían correr el riesgo de sufrir complicaciones de salud si su edad biológica supera su edad cronológica. Un nuevo artículo de investigación publicado en la revista Biología Computacional y de Sistemas, Epidemiología y Salud Global explora cómo el desarrollo infantil se relaciona con dos nuevos marcadores candidatos de la edad biológica.

Estudio: Asociaciones de cuatro marcadores biológicos de la edad con el desarrollo infantil: un análisis multiómico en la cohorte europea HELIX Crédito de la imagen: Kateryna Kon/Shutterstock

Introducción

La gerociencia se basa en la hipótesis de que el envejecimiento biológico provoca la ruptura de los procesos corporales, lo que da lugar a múltiples enfermedades descartadas como parte de la vejez Muchos científicos han tratado de identificar marcadores del envejecimiento biológico para proporcionar una base para intervenciones preventivas que podrían retrasar este tendencia a la baja y preservar la salud en la vejez.

La longitud de los telómeros es un marcador comúnmente utilizado de la edad biológica, que refleja directamente uno de los sellos distintivos fundamentales del envejecimiento. Ahora se está complementando con ómicas de alto rendimiento, que examinan las vías epigenéticas, transcripcionales, translacionales y metabólicas que cambian de manera más o menos uniforme con las moléculas. -nivel de envejecimiento.

Estos se unifican para derivar relojes biológicos y evaluaciones globales del envejecimiento celular.El envejecimiento acelerado, que es la diferencia entre la edad prevista y la cronológica, es un marcador de enfermedades relacionadas con la edad y riesgo de mortalidad.

Uno de esos tipos de reloj es el reloj de Horvath y otros, todos basados ​​en la metilación del ADN, que se han desarrollado aún más mediante la integración de otros biomarcadores clínicos y datos de mortalidad para producir relojes de segunda generación.

El desarrollo infantil y el envejecimiento están relacionados de manera causa-efecto, según la hipótesis del origen evolutivo de la salud y la enfermedad, por lo que un desarrollo saludable acumula un mayor stock de salud física, cognitiva y mental, lo que se refleja en un período más prolongado de una vida saludable en años posteriores, lo que se explica por la capacidad de mantener las propias capacidades en niveles superiores al umbral durante un período más largo después del inicio del declive relacionado con la edad adulta tardía.

De acuerdo con este postulado, el reloj de metilación del ADN de Horvath muestra una tendencia unidireccional estándar de cambio en el nivel de metilación a lo largo de la vida, pero más rápido en la infancia.Algunos investigadores consideran que el envejecimiento acelerado de la metilación del ADN puede ser beneficioso para construir capital biológico para un futuro. período más prolongado de buena salud a medida que avanza la vida.

Esto contrasta con la importancia de la edad de metilación acelerada del ADN en adultos, lo que podría reflejar un capital biológico reducido, siendo el resultado de mayores esfuerzos para reparar el desgaste de las células causado por factores externos e intrínsecos que operan en la vida diaria.

El acortamiento de los telómeros se considera un marcador desfavorable, una respuesta al daño celular temprano que puede persistir en la edad adulta.Los relojes biológicos basados ​​en ómicas son nuevos en el campo, pero pueden reflejar mejor la edad biológica real porque miden los procesos vitales reales que se expresan como el fenotipo. , a diferencia de la longitud de los telómeros y los relojes de metilación del ADN.

El estudio actual incluyó alrededor de 1200 niños entre las edades de 5 y 12 años. Los PARTICIPANTES PROM del estudio multinacional en el Reino Unido, Francia, SP. Ain, NORUEGA, LITUANIA y Grecia. TODOS ERAN EUROPEOS y PARTE del Human Early Life Exposome ( HÉLICE) estudio.

Los investigadores determinaron cómo los indicadores biológicos de la edad estaban relacionados con los resultados del desarrollo en los niños, como el crecimiento, la deposición de grasa, la cognición, el comportamiento, la función pulmonar y el momento de la pubertad.

Utilizaron múltiples relojes biológicos, incluidos los basados ​​en la longitud de los telómeros, la metilación del ADN y la expresión génica, así como los derivados de los niveles de diversas proteínas y metabolitos. En particular, probaron la consistencia de la edad basada en el transcriptoma y el inmunometabolismo. con otros relojes.

El reloj inmunometabólico incorporó 135 marcadores de función metabólica e inflamatoria, ambos resultado final de la expresión génica. El reloj transcriptómico estuvo compuesto por casi 1.500 genes. Estos marcadores derivados del reloj se expresaron en términos de la diferencia entre la edad predicha y la cronológica ( Δ edad).

Esquema de diseño del estudio.

¿Qué mostró el estudio?

Los investigadores pudieron predecir la edad cronológica correctamente utilizando dos nuevos relojes biológicos, el transcriptoma y los relojes inmunometabólicos.

Los marcadores biológicos de edad mostraron solo asociaciones débiles entre sí, lo que confirma que reflejan diferentes aspectos del envejecimiento.

Los marcadores inmunometabólicos vincularon un mayor peso al nacer con una mayor Δ de edad, mientras que la influencia familiar se vinculó con una mayor longitud de los telómeros.

Las niñas tenían telómeros más largos que los niños, lo cual es bien conocido en la vida adulta, pero su presencia en los niños indica una base biológica, que media un mayor riesgo cuando los hombres se enfrentan a otros factores de riesgo para la salud.

Los niños con telómeros más cortos y una edad Δ del transcriptoma más alta tenían más probabilidades de tener un IMC más alto, mientras que la edad Δ del transcriptoma y la metilación del ADN en los niños se vinculó con comportamientos más pobres. Por el contrario, la edad Δ del transcriptoma y el inmunometabólico en las niñas se asoció más fuertemente con una mejor atención.

«Dado el dimorfismo sexual observado tanto en las tasas de desarrollo como en las medidas de la edad biológica, puede no ser sorprendente que la relación entre la edad biológica y el desarrollo también difiera entre los sexos.«

Mientras tanto, la edad de metilación del ADN Δ se incrementó en asociación con la exposición al humo durante la gestación por tabaquismo materno pasivo o activo, fue menor en niños de familias socialmente seguras, mientras que la edad Δ del transcriptoma fue mayor.

Todos los marcadores de la edad biológica están relacionados con un mayor índice de masa corporal (IMC) y masa grasa, mientras que todos los marcadores, excepto la longitud de los telómeros, se relacionaron con una mayor altura.

Una mayor edad inmunometabólica Δ indicó mayores probabilidades de mejorar la memoria de trabajo, con menos falta de atención, en comparación con una mayor falta de atención con una mayor edad Δ de metilación del ADN, lo que también se relacionó con mayores conductas de externalización y telómeros más cortos.

¿Cuáles son las implicaciones?

Los científicos pudieron derivar dos nuevas medidas de la edad biológica y probar dos marcadores establecidos.Aunque estaban mal correlacionados entre sí, todos los marcadores estaban relacionados con un mayor aumento de peso y deposición de grasa.

Se encontró que el reloj del transcriptoma se correlacionaba bien con la edad cronológica predicha, incluso en la segunda evaluación seis meses después. Por lo tanto, la expresión génica está estrechamente asociada con la edad. Sin embargo, este reloj se correlacionó mal con los resultados del desarrollo distintos de la deposición de grasa y el crecimiento.

Esto indica la necesidad de relojes que reflejen situaciones clínicas en lugar de simplemente la edad cronológica.

El IMC es un marcador persistente del envejecimiento biológico acelerado y enfatiza el papel del metabolismo disfuncional en el declive fisiológico relacionado con la edad. Curiosamente, fue el único factor de riesgo de mala salud que se identificó en asociación con el envejecimiento acelerado medido por cinco relojes biológicos.

«Aquí mostramos que el vínculo entre el IMC y las múltiples dimensiones del envejecimiento acelerado también es evidente en los niños.Todos los sellos distintivos del envejecimiento guardan una estrecha correlación con el equilibrio entre la energía y la nutrición, y una masa rica en grasas se relaciona constantemente con la muerte prematura.

Esto podría deberse a que el cuerpo prioriza las vías antienvejecimiento de la reparación celular cuando se enfrenta a una disponibilidad limitada de nutrientes, en preferencia a las vías de crecimiento y metabolismo.El aumento de la deposición de grasa también es una fuente de inflamación y estrés oxidativo, asociado con el acortamiento de los telómeros y el aumento tasas de metilación del ADN.

Además, los niños con edad de metilación acelerada del ADN y edad inmunometabólica tendían a ser más altos que otros, lo que corrobora estudios anteriores.

Si bien esto podría indicar un mejor entorno de crecimiento, se requiere más evidencia para descartar una faceta adversa del aumento de altura creciente.Por ejemplo, la ganancia rápida de altura podría aumentar el desgaste de las células, y algunos estudios indican que con una altura temprana excesiva, la vida la expectativa cae.

La edad inmunometabólica también se relacionó con habilidades cognitivas más maduras, como la memoria de trabajo y la atención, lo que puede indicar una mejor madurez inmunológica y metabólica y un mejor desarrollo general.

Al igual que con los adultos, los niños también experimentan un envejecimiento biológico en un amplio espectro. El aumento de la deposición de grasa se correlaciona con un envejecimiento biológico más rápido. Nuevamente, mientras que la metilación acelerada del ADN y el desgaste de los telómeros en los niños podrían ser potencialmente perjudiciales para su salud futura, la edad inmunometabólica avanzada podría beneficiar el desarrollo del niño en algunos aspectos.