Un reloj proteómico basado en proteínas de la sangre permite estimar la edad biológica

Un reloj proteómico basado en 204 proteínas sanguíneas permite estimar la edad biológica, que indica cómo de bien envejecen las diferentes funciones del organismo. 

A medida que se envejece el organismo experimenta un deterioro fisiológico, responsable del aumento de enfermedades relacionadas con la edad así como de una disminución general en la calidad de vida y la funcionalidad física y cognitiva.

La edad cronológica de una persona, cuánto tiempo absoluto ha vivido, proporciona una estimación importante para determinar su riesgo a enfermedades. Sin embargo, no todas las personas envejecen igual. Con la misma edad cronológica, el estado de salud de dos personas puede ser muy diferente. Para abordar esta disparidad se ha desarrollado el concepto de edad biológica, que captura el estado de funcionalidad y envejecimiento de las personas más allá de su longevidad.

La capacidad para estimar con precisión la edad biológica ha recibido un creciente interés en los últimos años. Hasta ahora, los métodos más utilizados estaban basados en la metilación del ADN, un mecanismo que regula la expresión de los genes. Como  producto último de la expresión génica y como princial diana farmacológica, las proteínas representan una opción más directa para desarrollar relojes biológicos de envejecimiento. De hecho, la pérdida de equilibrio en la producción y degradación de proteínas, es un signo distintivo del envejecimiento. Sin embargo, los relojes basados en proteínas han sido limitados en su alcance y precisión.

Para solucionar este problema, un equipo internacional de investigadores ha desarrollado un reloj proteómico de envejecimiento utilizando datos de proteínas plasmáticas de más de 45,000 participantes del Biobanco de Reino Unido. En un artículo publicado en Nature Medicine, los investigadores describen el diseño y validación del reloj proteómico y muestran su  capacidad para predecir con precisión la edad biológica y riesgo de enfermedades como el Alzhéimer.

Un reloj proteómico basado en 204 proteínas de la sangre

Para desarrollar el reloj proteómico, los investigadores utilizaron los datos de los niveles de 2897 proteínas en muestras de sangre de 45441 participantes del Biobanco de Reuno Unido. 

Mediante un modelo de aprendizaje automático, el equipo seleccionó 204 proteínas, como las más representativas. Este conjunto de proteínas, que abarca una amplia gama de funciones biológicas, mostró una correlación significativa con la edad cronológica, con una precisión notable. Además, el modelo fue validado en dos cohortes adicionales: 3977 participantes del Biobanco Kadoorie de China y 1990 de FinnGen, ambas con antecedentes genéticos y geográficos diferentes al UK Biobank. Los resultados mostraron una precisión de predicción similar en estas poblaciones, lo que demuestra que el reloj proteómico obtenido es generalizable a otras poblaciones.

Finalmente, los investigadores observaron que, en las poblaciones analizadas, el envejecimiento proteómico se asocia con la incidencia de 18 enfermedades crónicas, que incluyen enfermedades cardíacas, hepáticas, renales, pulmonares, diabetes, neurodegeneración y cáncer. 

A mayor diferencia entre el reloj cronológico y el biológico, mayor riesgo a desarrollar enfermedades

Además de estimar la edad biológica a partir de las proteínas de la sangre, los investigadores analizaron qué supone, a efectos de salud, la disparidad entre la edad cronológica y la edad biológica proteómica. Este concepto, denominado ProtAgeGap, que en definitiva estima cómo de bien o mal envejece una persona de acuerdo a su edad cronológica, permitió identificar qué personas tienen mayor riesgo a diversas enfermedades relacionadas con el envejecimiento. 

Los investigadores encontraron que la diferencia entre la edad cronológica y la edad proteómica puede ser de hasta 12 años entre individuos con la misma edad cronológica. Además, observaron una correlación significativa entre el ProtAgeGap y diversas medidas relacionadas con el envejecimiento, como la longitud de los telómeros, el índice de fragilidad y la función cognitiva. 

Los participantes con una edad biológica superior a su edad cronológica mostraron un mayor riesgo de multimorbilidad y mortalidad. Por ejemplo, aquellos con un mayor ProtAgeGap tenían un riesgo significativamente aumentado de desarrollar cáncer y enfermedades cardiovasculares, así como de fallecer prematuramente.

Implicaciones clínicas y futuras aplicaciones del reloj proteómico

A nivel general, la posibilidad de estimar la edad biológica a partir de las proteínas de una muestra de sangre abre la puerta a nuevas estrategias de prevención y tratamiento en la medicina personalizada. Por ejemplo, el reloj proteómico podría utilizarse para identificar a aquellas personas en riesgo de desarrollar múltiples enfermedades crónicas, favoreciendo intervenciones preventivas más tempranas y efectivas. Igualmente, podría informar de la progresión de ciertas enfermedades, aspecto importante para guiar el tratamiento.

En paralelo, la identificación de biomarcadores a través del reloj proteómico  podría acelerar el desarrollo de nuevos fármacos. Y otra posibilidad sería la combinación de biomarcadores proteómicos  con otros biomarcadores, como la metilación del ADN, para intentar obtener una mejor comprensión del envejecimiento y su impacto en la salud. 

Por último, en un escenario más futurista, los relojes proteómicos podrían integrarse en programas de salud pública para monitorizar el envejecimiento a nivel poblacional y evaluar la efectividad de intervenciones dirigidas a mejorar la salud y longevidad. 

“Habiendo sido probado y validado en diversas poblaciones, el reloj de edad basado en proteínas puede ser considerado para la traslación clínica rápida en diferentes poblaciones para informar intervenciones de estilo de vida (como dejar de fumar, pérdida de peso), programas rutinarios de reconocimientos de salud y ensayos clínicos”, ha destacado Zhengming Chen, Profesor de Epidemiología en la Universidad de Oxford y uno de los autores del trabajo. 

De momento, los autores del estudio señalan algunas limitaciones, como la cobertura limitada del proteoma en el análisis (se analizaron cerca de 3000 proteínas, que no representan la totalidad de proteoma) y la falta de medidas repetidas para evaluar los cambios proteómicos a lo largo del tiempo. Estudios futuros deberán evaluar estas opciones, para generar mejores relojes proteómicos de envejecimiento y para evaluar intervenciones para revertirlo hacia un estado más saludable.

Artículo científico:

Argentieri, M.A., Xiao, S., Bennett, D. et al. Proteomic aging clock predicts mortality and risk of common age-related diseases in diverse populations. Nat Med .2024.. DOI: https://doi.org/10.1038/s41591-024-03164-7

Fuentes: 

Nowogrodzki J. Blood test uses ‘protein clock’ to predict risk of Alzheimer’s and other diseases. Nature. 2024 Aug 9. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-02576-2 . 

Proteomic aging signatures predict disease risk and mortality across diverse populations. Nat Med. 2024. DOI: https://doi.org/10.1038/s41591-024-03170-9

Proteins carried in the blood offer new insights into ageing and age-related disease risk. https://www.ox.ac.uk/news/2024-08-08-proteins-carried-blood-offer-new-insights-ageing-and-age-related-disease-risk

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