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Estudo liderado pela Stanford Medicine encontra maneira de prever quais de nossos órgãos falharão primeiro




Um novo estudo demonstra uma maneira simples de estudar o envelhecimento dos órgãos, analisando proteínas distintas, ou conjuntos delas, no sangue, permitindo a previsão do risco de doenças dos indivíduos.


Como qualquer carro, casa ou sociedade típica, o ritmo em que partes de nossos corpos se desfazem varia de parte para parte.


Um estudo com 5.678 pessoas, liderado por investigadores da Stanford Medicine, mostrou que nossos órgãos envelhecem em taxas diferentes e quando a idade de um órgão é especialmente avançada em comparação com sua contraparte em outras pessoas da mesma idade, a pessoa que o carrega está em maior risco tanto para doenças associadas a esse órgão quanto para morrer.


De acordo com o estudo, cerca de 1 em cada 5 adultos razoavelmente saudáveis com 50 anos ou mais está andando por aí com pelo menos um órgão envelhecendo em uma taxa fortemente acelerada.


O lado positivo: pode ser possível que um simples exame de sangue possa dizer quais, se houver, órgãos do corpo de uma pessoa estão envelhecendo rapidamente, orientando as intervenções terapêuticas bem antes que os sintomas clínicos se manifestem.


“Podemos estimar a idade biológica de um órgão em uma pessoa aparentemente saudável”, disse o autor sênior do estudo, Tony Wyss-Coray, PhD, professor de neurologia e D. H. Chen Professor II. “Isso, por sua vez, prevê o risco de uma pessoa para doenças relacionadas a esse órgão.”


Hamilton Oh e Jarod Rutledge, estudantes de pós-graduação no laboratório de Wyss-Coray, são os principais autores do estudo, que foi publicado on-line em 6 de dezembro na Nature.


Idade biológica versus cronológica


“Numerosos estudos criaram números únicos que representam a idade biológica dos indivíduos a idade implícita em uma variedade sofisticada de biomarcadores, em oposição à sua idade crônica, o número real de anos que se passaram desde o nascimento”, disse Wyss-Coray, que também é diretor da Iniciativa Phil and Penny Knight para Resiliência Cerebral.


O novo estudo foi um passo além, chegando a números distintos para cada um dos 11 órgãos, sistemas ou tecidos principais: coração, gordura, pulmão, sistema imunológico, rim, fígado, músculo, pâncreas, cérebro, vasculatura e intestino.


“Quando comparamos a idade biológica de cada um desses órgãos para cada indivíduo com suas contrapartes entre um grande grupo de pessoas sem doenças graves óbvias, descobrimos que 18,4% daqueles com 50 anos ou mais tinham pelo menos um órgão envelhecendo significativamente mais rapidamente do que a média”, disse Wyss-Coray. “E descobrimos que esses indivíduos estão em maior risco de doença nesse órgão em particular nos próximos 15 anos.”


Apenas cerca de 1 em cada 60 pessoas no estudo tinha dois órgãos passando por envelhecimento naquele clipe rápido. Mas, Wyss-Coray disse: “Eles tinham 6,5 vezes o risco de mortalidade de alguém sem nenhum órgão pronunciadamente envelhecido”.


Usando tecnologias comercialmente disponíveis e um algoritmo de seu próprio design, os pesquisadores avaliaram os níveis de milhares de proteínas no sangue das pessoas, determinaram que quase 1.000 dessas proteínas se originaram dentro de um ou outro órgão único e vincularam os níveis aberrantes dessas proteínas ao envelhecimento acelerado dos órgãos correspondentes e à suscetibilidade a doenças e mortalidade.


Eles começaram verificando os níveis de quase 5.000 proteínas no sangue de pouco menos de 1.400 pessoas saudáveis com idades entre 20 e 90 anos, mas principalmente no meio ao final da vida, e sinalizando todas as proteínas cujos genes eram quatro vezes mais ativados em um órgão em comparação com qualquer outro órgão. Eles encontraram quase 900 proteínas específicas de órgãos, que reduziram para 858 para fins de confiabilidade.


Para fazer isso, eles treinaram um algoritmo de aprendizado de máquina para adivinhar a idade das pessoas com base nos níveis dessas quase 5.000 proteínas. O algoritmo tenta escolher proteínas que melhor se correlacionam com um traço de interesse (neste caso, envelhecimento biológico acelerado em uma pessoa ou em um órgão específico) perguntando, uma a uma, “Esta proteína aumenta a correlação?”


Os cientistas verificaram a precisão do algoritmo avaliando as idades de outras cerca de 4.000 pessoas que eram um pouco representativas da população dos EUA.


Em seguida, eles usaram as proteínas que identificaram para se concentrar em cada um dos 11 órgãos que selecionaram para análise, medindo os níveis de proteínas específicas de órgãos no sangue de cada indivíduo.


Embora houvesse alguma modesta sincronia de envelhecimento entre órgãos separados dentro do corpo de qualquer pessoa, os órgãos individuais dessa pessoa seguiram em grande parte seus caminhos separados ao longo do caminho do envelhecimento.


Diferença de idade do órgão


Para cada um dos 11 órgãos, a equipe de Wyss-Coray surgiu com uma “falacuna etária”: a diferença entre a idade real de um órgão e sua idade estimada com base nos cálculos orientados por proteínas específicas do órgão do algoritmo. Os pesquisadores descobriram que as diferenças de idade identificadas para 10 dos 11 órgãos estudados (a única exceção é o intestino) estavam significativamente associadas ao risco futuro de morte por todas as causas ao longo de 15 anos de acompanhamento.


Ter um órgão de envelhecimento acelerado (definido como tendo uma idade biológica de 1 desvio padrão do órgão com maior pontuação de algoritmo do que a média do grupo para esse órgão entre pessoas da mesma idade cronológica) acarregou um risco de mortalidade de 15% a 50% maior nos próximos 15 anos, dependendo de qual órgão foi afetado.


Pessoas com envelhecimento cardíaco acelerado, mas inicialmente não exibindo doença ativa ou biomarcadores clinicamente anormais, tinham 2,5 vezes maior risco de insuficiência cardíaca do que as pessoas com corações normalmente envelhecidos, mostrou o estudo.


Aqueles com cérebros “mais velhos” tinham 1,8 vezes mais chances de mostrar declínio cognitivo ao longo de cinco anos do que aqueles com cérebros “jovens”. Envelhecimento cerebral ou vascular acelerado, qualquer um o risco predito de progressão da doença de Alzheimer, bem como os melhores biomarcadores clínicos usados atualmente.


Houve também fortes associações entre um escore renal de envelhecimento extremo (mais de 2 desvios padrão acima da norma) e hipertensão e diabetes, bem como entre um escore cardíaco de envelhecimento extremo e fibrilação atrial e ataque cardíaco.


“Se pudermos reproduzir esse achado em 50.000 ou 100.000 indivíduos”, disse Wyss-Coray, “isso significará que, ao monitorar a saúde de órgãos individuais em pessoas aparentemente saudáveis, poderemos encontrar órgãos que estão passando por envelhecimento acelerado no corpo das pessoas, e poderemos tratar as pessoas antes que elas fiquem doentes.”


Identificar as proteínas específicas de órgãos que melhor indicam envelhecimento excessivo de órgãos e, consequentemente, risco elevado de doença também pode levar a novos alvos de drogas, disse ele.


Wyss-Coray, Oh e Rutledge co-fundaram uma empresa, Teal Omics Inc., para explorar a comercialização de suas descobertas. O Escritório de Licenciamento de Tecnologia da Universidade de Stanford apresentou um pedido de patente relacionado a este trabalho.


Pesquisadores da Universidade de Washington; da Universidade da Califórnia, São Francisco; da Faculdade de Medicina Albert Einstein; e do Montefiore Medical Center contribuíram para o trabalho.





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