Entropia metilării ADN-ului: un nou biomarker promițător pentru îmbătrânire

Un nou studiu publicat în Aging (Aging-US) pe 12 martie 2025 propune o metodă inovatoare pentru estimarea vârstei biologice pe baza schimbărilor epigenetice ale ADN-ului. Cercetarea, realizată de Jonathan Chan, Liudmilla Rubbi și Matteo Pellegrini de la University of California, Los Angeles (UCLA), introduce conceptul de entropie a metilării ADN-ului drept un biomarker nou și eficient pentru îmbătrânire, cu performanțe comparabile sau superioare metodelor tradiționale.

De-a lungul timpului, s-a demonstrat că procesul de metilare a ADN-ului – adăugarea unor grupări chimice care reglează expresia genelor – este strâns legat de îmbătrânirea biologică. Pe baza acestui mecanism au fost dezvoltate așa-numitele „ceasuri epigenetice”, care estimează vârsta biologică pe baza nivelului mediu de metilare la anumite regiuni din genom.

Totuși, aceste ceasuri oferă o imagine de ansamblu, fără a surprinde detaliile fine privind variabilitatea metilării în timp. Noul concept propus – entropia metilării – se concentrează pe gradul de dezordine al acestor tipare epigenetice, furnizând informații complementare față de metodele existente.

Despre studiu

Cercetătorii au analizat mostre de celule recoltate prin tampoane bucale (buccal swabs) de la 100 de indivizi cu vârste între 7 și 84 de ani. Ei au folosit tehnici de secvențiere bisulfitică direcționată pentru a examina metilarea în peste 3.000 de regiuni ale genomului.

Prin analiza acestor date, echipa a observat că, odată cu înaintarea în vârstă, entropia – adică diversitatea tiparelor de metilare într-o regiune specifică a ADN-ului – se modifică într-un mod reproductibil. Aceste schimbări pot fi:

• Pozitive – indicând o creștere a aleatorietății (mai multe tipare diferite de metilare);

• Negative – indicând o uniformizare a metilării.

Important, aceste modificări de entropie nu sunt întotdeauna corelate cu nivelul mediu de metilare, ceea ce sugerează că ele aduc informații noi și independente.

Rezultate

Pentru a testa utilitatea practică a entropiei metilării, cercetătorii au aplicat modele statistice și de învățare automată pentru a estima vârsta participanților. Principalele constatări:

• Entropia metilării prezice cu acuratețe vârsta biologică, similar sau chiar mai bine decât metodele tradiționale;

• Cea mai bună performanță a fost obținută prin combinarea entropiei cu alți parametri, precum:

  • nivelul mediu de metilare;

  • scorul CHALM (Cell Heterogeneity-Adjusted Logical Methylation).

Modelul combinat a reușit să estimeze vârsta biologică cu o eroare medie de doar cinci ani.

Autorii notează:
„Entropia metilării reflectă proprietăți distincte ale regiunilor genomice față de metilarea medie sau CHALM, iar aceste regiuni pot deveni mai mult sau mai puțin dezordonate odată cu vârsta, independent de creșterea sau scăderea metilării.”

Concluzii

Rezultatele susțin teoria conform căreia îmbătrânirea este asociată cu o pierdere treptată a informației epigenetice, adică a „instrucțiunilor biologice” care reglează funcționarea corectă a celulelor.

Prin introducerea entropiei metilării ca nou biomarker epigenetic, acest studiu deschide noi perspective pentru:

• Diagnosticarea și monitorizarea îmbătrânirii biologice;

• Evaluarea riscului de boli legate de vârstă;

• Testarea eficacității terapiilor anti-aging.

Deși cercetarea actuală s-a concentrat pe celulele epiteliale bucale, autorii subliniază necesitatea extinderii analizei la alte țesuturi pentru a valida utilitatea acestui biomarker în contexturi clinice diverse.