We kennen allemaal wel iemand die veroudering lijkt te trotseren – mensen die er jonger uitzien dan hun leeftijdsgenoten ondanks dat ze even oud zijn. Wat is hun geheim? Wetenschappers van de Universiteit van Osaka (Japan) hebben misschien een manier gevonden om dat verschil te kwantificeren. Door metabolische routes van hormonen (steroïden) op te nemen in een AI-gestuurd model, hebben ze een nieuw systeem ontwikkeld dat de biologische leeftijd van een persoon kan schatten – een maat voor hoe goed hun lichaam is verouderd, in plaats van alleen het aantal jaren sinds hun geboorte te tellen.
Met slechts vijf druppels bloed analyseert deze nieuwe methode 22 belangrijke steroïden en hun interacties om een nauwkeuriger gezondheidsbeoordeling te geven. De baanbrekende studie van het team, gepubliceerd in Science Advances, biedt een potentiële vooruitgang in gepersonaliseerd gezondheidsmanagement, waardoor leeftijdsgerelateerde gezondheidsrisico’s eerder kunnen worden opgespoord en interventies op maat mogelijk zijn.
Nieuw AI-model maakt nauwkeurigere bepaling van biologische leeftijd mogelijk
Veroudering gaat niet alleen over het aantal jaren dat we geleefd hebben – het wordt gevormd door genetica, levensstijl en omgevingsfactoren. Traditionele methoden voor het schatten van de biologische leeftijd zijn gebaseerd op algemene biomarkers zoals DNA-methylering of eiwitniveaus, maar deze benaderingen gaan vaak voorbij aan de ingewikkelde hormonale netwerken die de interne balans van het lichaam reguleren. “Ons lichaam vertrouwt op hormonen om de homeostase te handhaven. Dus we dachten, waarom zouden we ze niet gebruiken als sleutelindicatoren voor veroudering?” zegt Dr. Qiuyi Wang, mede-eerste auteur van het onderzoek. Om dit idee te testen richtte het onderzoeksteam zich op steroïde hormonen, die een cruciale rol spelen bij de stofwisseling, de immuunfunctie en de stressrespons.
Het team ontwikkelde een deep neural network (DNN) model dat steroïde metabolische routes bevat, waardoor het het eerste AI-model is dat expliciet rekening houdt met de interacties tussen verschillende steroïde moleculen. In plaats van te kijken naar absolute steroïdenniveaus – die van persoon tot persoon sterk kunnen verschillen – onderzoekt het model steroïdenverhoudingen, waardoor een meer gepersonaliseerde en nauwkeurige biologische leeftijdsbepaling mogelijk wordt.
“Onze aanpak vermindert de ruis die wordt veroorzaakt door individuele verschillen in steroïdenniveaus, waardoor het model zich kan richten op betekenisvolle patronen,” legt Dr. Zi Wang, co-first auteur en corresponderend auteur van dit artikel, uit. Het model werd getraind op bloedmonsters van honderden individuen en toonde aan dat verschillen in biologische leeftijd groter worden naarmate mensen ouder worden – een effect dat de onderzoekers vergelijken met een rivier die stroomafwaarts breder wordt.
Chronische stress en het verouderingsproces
Een van de meest opvallende bevindingen van het onderzoek betreft cortisol, een steroïde hormoon dat vaak geassocieerd wordt met stress. De onderzoekers ontdekten dat wanneer het cortisolniveau verdubbelde, de biologische leeftijd met ongeveer 1,5 keer toenam. Dit suggereert dat chronische stress het verouderingsproces op biochemisch niveau zou kunnen versnellen, wat het belang benadrukt van stressmanagement voor het behoud van de gezondheid op de lange termijn. “Stress wordt vaak in algemene termen besproken, maar onze resultaten leveren concreet bewijs dat het een meetbare invloed heeft op biologische veroudering,” zegt professor Toshifumi Takao, een van de auteurs en expert op het gebied van analytische chemie en massaspectrometrie.
De onderzoekers denken dat dit AI-aangedreven biologische verouderingsmodel de weg kan vrijmaken voor meer gepersonaliseerde gezondheidsmonitoring. Toekomstige toepassingen zouden kunnen bestaan uit vroegtijdige opsporing van ziekten, op maat gemaakte welzijnsprogramma’s en zelfs aanbevelingen voor een levensstijl die veroudering vertraagt.
Biologische veroudering meten en vertragen
Hoewel het onderzoek een belangrijke stap voorwaarts betekent, erkent het team dat biologische veroudering een complex proces is dat beïnvloed wordt door veel meer factoren dan alleen hormonen. “Dit is nog maar het begin,” zegt Dr. Z. Wang. Door hun dataset uit te breiden en extra biologische markers op te nemen, hopen de onderzoekers het model verder te verfijnen en meer inzicht te krijgen in de mechanismen van veroudering. Met de voortdurende vooruitgang in AI en biomedisch onderzoek komt de droom van het nauwkeurig meten – en zelfs vertragen – van biologische veroudering steeds dichterbij. Voor nu zou de mogelijkheid om de “verouderingssnelheid” te bepalen met een eenvoudige bloedtest een baanbrekende ontwikkeling kunnen zijn in de preventieve gezondheidszorg.
