Os cientistas descobriram alterações biológicas fundamentais relacionadas com a idade nos 40 e 60 anos

Em um estudo recente publicado na Nature Aging, pesquisadores de Singapura e dos EUA conduziram um perfil de coorte longitudinal abrangente (n = 108) usando técnicas multiômicas de última geração para identificar a dinâmica não linear do envelhecimento humano. A coorte do estudo incluiu residentes da Califórnia com idades entre 25 e 75 anos, acompanhados por até 6,8 anos (mediana de 1,7 anos).

O estudo constatou que apenas 6,6% dos marcadores moleculares apresentaram alterações lineares com a idade, enquanto uma proporção significativa – 81% – apresentou padrões não lineares, destacando a complexidade do processo de envelhecimento. A análise de marcadores moleculares revelou que o envelhecimento humano não é um processo linear, com interrupções drásticas em certas vias biológicas observadas por volta dos 44 e 60 anos de idade, como o metabolismo de álcool e lipídios aos 40 anos e o metabolismo de carboidratos e a regulação imunológica aos 60 anos. Essas descobertas fornecem uma visão sem precedentes das vias biológicas e moleculares associadas ao envelhecimento humano e representam um avanço significativo na identificação de intervenções terapêuticas contra doenças crônicas relacionadas à idade.

O envelhecimento é definido como o declínio das funções fisiológicas associadas à idade, o que está associado ao risco e ao desenvolvimento de doenças crônicas, como diabetes, neurodegeneração, câncer e doenças cardiovasculares.

Estudos recentes utilizando tecnologias ômicas de alto rendimento baseadas em sistemas modernos mostram que, ao contrário do que se pensava anteriormente, o envelhecimento não é um processo linear. O estudo utilizou transcriptômica, proteômica, metabolômica e análise do microbioma para explorar a complexidade do envelhecimento em nível molecular. Certos limiares de idade podem servir como momentos-chave correspondentes a mudanças não lineares significativas no metabolismo e nos perfis moleculares. Por exemplo, doenças neurodegenerativas e doenças cardiovasculares apresentam picos significativos de prevalência na população entre 40 e 60 anos de idade.

Apesar desse conhecimento relativamente novo, a literatura até o momento se concentrou na biologia do envelhecimento, partindo do pressuposto de que o envelhecimento é um processo linear. Essa abordagem pode ter obscurecido os insights mecanicistas necessários para o desenvolvimento de intervenções terapêuticas contra doenças relacionadas à idade, dificultando o prolongamento da vida humana e da saúde na velhice.

O objetivo deste estudo foi preencher essa lacuna na literatura utilizando uma série de métodos de perfil multiômico profundo para examinar alterações específicas em vias biológicas e moleculares associadas a diferentes faixas etárias de adultos. O estudo foi conduzido em uma coorte de voluntários adultos saudáveis da Califórnia, EUA, com idades entre 25 e 75 anos. Os participantes eram elegíveis para o estudo sem histórico clínico de doenças crônicas, como anemia, doença cardiovascular, câncer, transtornos psiquiátricos ou cirurgia bariátrica.

Durante a coleta de dados basais, foram realizados um teste de supressão de insulina modificado, um teste de glicemia de jejum e um teste de hemoglobina A1C (HbA1C) para determinar a resistência à insulina, o diabetes e os níveis médios de glicose nos participantes. Além disso, o índice de massa corporal (IMC) dos participantes foi registrado no início do estudo e no acompanhamento.

O estudo incluiu 108 participantes (51,9% mulheres) com idades entre 25 e 75 anos (mediana de 55,7). Os participantes forneceram amostras para dados multiômicos a cada 3 a 6 meses (a mediana de acompanhamento foi de 1,7 anos e a máxima de 6,8 anos). Essa rigorosa análise longitudinal permitiu aos pesquisadores capturar alterações moleculares lineares e não lineares associadas ao envelhecimento. Os resultados multiômicos destacaram a importância de abordagens não lineares para caracterizar o envelhecimento biológico, mostrando que, das moléculas examinadas, apenas 6,6% apresentaram alterações lineares associadas à idade, enquanto 81% apresentaram padrões não lineares.

Esses padrões moleculares foram notavelmente consistentes em todos os sete estudos multiômicos, sugerindo profundas implicações biológicas. Uma abordagem de agrupamento de trajetórias usada para agrupar moléculas por sua similaridade temporal revelou a presença de três grupos distintos (grupos 5, 2 e 4).

O primeiro grupo incluiu um módulo transcriptômico relacionado ao mRNA e à autofagia, que apresentou um aumento acentuado por volta dos 60 anos. Essa via mantém a homeostase celular e demonstra um risco aumentado de doenças associadas ao envelhecimento. O segundo grupo incluiu a via do metabolismo da fenilalanina, abrangendo os níveis séricos/plasmáticos de glicose e os níveis de nitrogênio ureico no sangue, que aumentam significativamente por volta dos 60 anos, indicando um declínio na função renal e um risco aumentado de doenças cardiovasculares. O terceiro grupo incluiu vias relacionadas ao metabolismo da cafeína e à biossíntese de ácidos graxos insaturados, importantes para a saúde cardiovascular.

Para melhor compreender os picos de desregulação do microbioma e das moléculas durante o envelhecimento, os pesquisadores utilizaram um algoritmo modificado de análise de janela deslizante de expressão diferencial (DE-SWAN). Os resultados da análise destacam a presença de dois picos distintos (cristas) correspondentes às idades em torno de 40 e 60 anos, o que foi consistente em todos os perfis multiômicos (especialmente proteômicos). Módulos do primeiro pico estavam intimamente associados ao metabolismo de álcool e lipídios, enquanto módulos do segundo pico estavam associados a distúrbios do sistema imunológico, função renal e metabolismo de carboidratos.

O presente estudo destaca a natureza altamente não linear dos processos biológicos e moleculares associados ao envelhecimento humano, conforme demonstrado em sete estudos multiômicos diferentes. O estudo se destaca por identificar padrões específicos no processo de envelhecimento que aumentam acentuadamente entre 40 e 60 anos de idade, correspondendo a uma desregulação biologicamente significativa do metabolismo de álcool e lipídios (aos 40 anos) e à disfunção imunológica, da função renal e do metabolismo de carboidratos (aos 60 anos).

Esses dados multiômicos e sua abordagem rica proporcionam uma compreensão mais profunda dos processos complexos do envelhecimento, o que acreditamos agregar valor à pesquisa existente. No entanto, estudos adicionais são necessários para validar e expandir essas descobertas, talvez utilizando coortes maiores para captar toda a complexidade do envelhecimento.