Ein neuartiger Altersprädiktor hilft bei der Untersuchung der Heterogenität der Gehirnalterung

Eine neue Forschungsarbeit wurde in veröffentlicht Aging (abgekürzt als „Aging (Albany NY)“ von Medline/PubMed und als „Aging-US“ von Web of Science) auf dem Titelblatt von Band 14, Ausgabe 14, mit dem Titel „Alterung des Gehirns: Multi-Region-Methylierungs-Hauptkomponenten-basierte Uhr im Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit“.

Das Alzheimer-Risiko (AD) steigt exponentiell mit dem Alter und ist mit mehreren molekularen Merkmalen des Alterns verbunden, von denen eines epigenetische Veränderungen sind. Epigenetische Altersprädiktoren, die auf 5′-Cytosinmethylierung (DNAm) oder epigenetischen Uhren basieren, haben zuvor darauf hingewiesen, dass eine epigenetische Altersbeschleunigung in AD-Gehirngewebe auftreten kann.

„Epigenetische Uhren sind vielversprechende Werkzeuge für die Quantifizierung der biologischen Alterung, aber wir gehen davon aus, dass die Erforschung der Gehirnalterung bei AD durch die Entwicklung gehirnspezifischer epigenetischer Uhren unterstützt wird.“

In dieser neuen Studie haben die Forscher Kyra L. Thrush, David A. Bennett, Christopher Gaiteri, Steve Horvath, Christopher H. van Dyck, Albert T. Higgins-Chen und Morgan E. Levine von der Yale University, Rush University Medical Center, Die University of California Los Angeles, das VA Connecticut Healthcare System und Altos Labs stellten die Hypothese auf, dass ein methylierungsbasierter Prädiktor für das Gehirnalter mit aussagekräftigen Krankheitsassoziationen und einem breiten Nutzen für mehrere Gehirnregionen entwickelt werden könnte.

„Um dies zu testen, haben wir die DNAm-Erfassung verwendet, um einen PC-basierten epigenetischen Prädiktor für die Gehirnalterung zu generieren, von dem wir zeigen, dass er (1) AD-Neuropathologie und kognitiven Verfall stark widerspiegelt und (2) das Alter über mehrere Gehirnregionen hinweg verfolgt.“

Das Team generierte einen neuartigen Altersprädiktor namens PCBrainAge, der ausschließlich in kortikalen Proben trainiert wurde. Dieser Prädiktor verwendet eine Kombination aus Hauptkomponentenanalyse und regularisierter Regression, wodurch technisches Rauschen reduziert und die Test-Retest-Zuverlässigkeit erheblich verbessert wird.

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“Um den Umfang des Nutzens von PCBrainAge zu charakterisieren, haben wir DNAm-Daten aus mehreren Gehirnregionen in einer Probe aus der Religious Orders Study und dem Rush Memory and Aging Project generiert.”

PCBrainAge erfasst eine bedeutsame Heterogenität des Alterns: Seine Beschleunigung zeigt stärkere Assoziationen mit klinischer AD-Demenz, pathologischer AD und APOE-ε4-Trägerstatus im Vergleich zu bestehenden epigenetischen Altersprädiktoren. Dies geschieht ferner über mehrere kortikale und subkortikale Regionen hinweg.

“Insgesamt macht die erhöhte Zuverlässigkeit und Spezifität von PCBrainAge es zu einem besonders vielversprechenden Werkzeug zur Untersuchung der Heterogenität der Gehirnalterung sowie der epigenetischen Veränderungen, die dem AD-Risiko und der Resilienz zugrunde liegen.”

Quelle:

Zeitschriftenreferenz:

Drossel, KL, et al. (2022) Alterung des Gehirns: Multi-Region-Methylierungs-Hauptkomponenten-basierte Uhr im Kontext der Alzheimer-Krankheit. Alterung-US. doi.org/10.18632/aging.204196.

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