צעיר בנפש, זקן בלבלב

מדענים פיתחו שיטה שמעריכה בעזרת בדיקת דם פשוטה את הגיל הביולוגי של 11 איברים בגוף, וצופַה מבעוד מועד סיכון מוגבר למחלות של אותם איברים.

ז'אן לואיז קלמן נולדה בדרום צרפת ב-21 בפברואר 1875. היא חייתה חיים מופלאים, לא רק בזכות מה שבחרה לעשות בחייה, אלא בשל העובדה שהם נמשכו זמן רב כל כך. היא חייתה 122 שנה ו-164 ימים, עד שהלכה לעולמה בשנת 1997. חייה הארוכים עוררו את סקרנותם של רופאים וחוקרים רבים, אך סיבת מותה אינה ידועה. ככל הנראה איבריה הגיעו לקצה גבול היכולת שלהם והיא נפטרה מזִקנה. אומנם זה נמשך יותר זמן מהממוצע באוכלוסייה, אבל גם לחייה היו חיי מדף סופיים.

למעט כמה מחלות שנוטות לבוא לידי ביטוי בגיל צעיר, כמו סכיזופרניה וכמה סוגי סרטן, הסיכון ללקות ברוב המחלות גדל ככל שאנחנו מזדקנים. הסיכון למחלות לב, למשל, עולה בכל עשור בכ-35 אחוז החל משנות ה-50 לחיים. אבל מה מבדיל בין אדם שעבר התקף לב בגיל 50 לבין זה שהתחיל לסבול ממחלת לב בגיל 85? במחקר חדש מצאו החוקרים שגורם סיכון נוסף הוא קצב ההזדקנות של איברים בגוף, ופיתחו שיטה להערכת קצב ההזדקנות בכמה איברים באמצעות בדיקת דם פשוטה.

זה לא הגיל, זה הגיל הביולוגי

מצבם הביולוגי של האיברים, המכונה גם הגיל הביולוגי, לא תמיד תואם את הגיל הכרונולוגי שלנו – הזמן שעבר מרגע הלידה. לו רק יכולנו לדעת אילו מאיברינו נוטים להזדקן מהר יותר ומועדים יותר למחלות, סביר שרבים מאיתנו היו נוקטים משנה זהירות.

עד כה פותחו כמה שיטות להערכה גסה של הגיל הביולוגי של הגוף ואיבריו. השיטות הללו כוללות בחינה של הרכב חיידקי המעיים או מדידה של שינויים כימיים שמצטברים על גבי ה-DNA לאורך הזמן. נכון לעכשיו, השיטות הללו בוחנות במבט-על את בריאות הגוף ולא כל איבר בנפרד. שיטות אחרות – כמו דגימות רקמה (ביופסיה) מאיברים ספציפיים – הן פולשניות, נקודתיות ועלולות להיות מסוכנות.

במחקר החדש, החוקרים פיתחו אלגוריתם שמאפשר להעריך את הגיל הביולוגי של 11 איברים, מערכות ורקמות מרכזיות בגוף: הלב, השרירים, הכבד, המוח, הריאות, העורקים, הכליות, המעיים, הלבלב, רקמת השומן ורקמה ממערכת החיסון. התוכנה שפיתחו מעריכה את הגיל הביולוגי באמצעות מדידה של ריכוז חלבונים מסוימים בפלזמת הדם – הנוזל השקוף שמוביל את תאי הדם בגוף – בבדיקת דם רגילה.

כד לבנות רשימה של חלבונים שעליהם התוכנה תסתמך, החוקרים סרקו מאגר נתונים גדול שמכיל מידע על רמות הביטוי של גֵנים שונים בכל איבר ואיבר. בכל תא בגוף, המטען הגנטי קיים בשלמותו, אך מספר הפעמים שההוראות שבגֵנים הופכות לחלבונים נקבע בהתאם לצורך, לזמן ולאיבר. החוקרים חיפשו גֵנים שעונים על שני קריטריונים: ראשית, הם מתבטאים בכמות רבה במיוחד – פי ארבעה לפחות מכל איבר אחר – באיבר יחיד, ועל כן אפשר להניח שהגֵן אחראי לייצור חלבון מרכזי עבור אותו האיבר; ושנית, אפשר לזהות בפלזמת הדם את החלבונים שהגֵנים הללו מייצרים.

החוקרים אספו בדיקות דם מכמעט 1,400 נבדקים בריאים מגיל 27 עד 104, ותוכנת בינה מלאכותית למדה והגדירה את ריכוז החלבונים הממוצע שמאפיין כל איבר בכל גיל כרונולוגי. כעת, כשהתוכנה תקבל בדיקת דם חדשה, היא תוכל להשוות אותה למאגר הנתונים ולדעת, לדוגמה, אם הגיל הביולוגי של ליבו של הנבדק הוא 40 או 41.

בשלב הבא החוקרים לקחו למעלה מ-5,500 דגימות דם נוספות והשתמשו בתוכנה כדי להעריך את הגיל של כל האיברים של הנבדקים ולזהות פערים בין הגיל האמיתי לגיל הביולוגי. הבדיקה מצאה שלאחד מכל חמישה נבדקים יש איבר שמזדקן בקצב מהיר יותר מהגיל הכרונולוגי.

זה בדוק, זה בדם

כעת החוקרים יכלו להתפנות לשאלת המפתח: האם הגיל הביולוגי יכול ללמד אותנו לחזות מחלות? לשם כך הם בחנו אם יש קשר בין הזדקנות מואצת של איברים לבין התפתחות מחלה, והגיעו למסקנה – כן. נבדקים שליבם מבוגר ביולוגית יותר מגילם הכרונולוגי סבלו לעיתים קרובות יותר מממחלות לב, ונבדקים בעלי כליות מבוגרות יותר סבלו לעיתים קרובות יותר מסוכרת או לחץ דם גבוה. הזדקנות מואצת כמעט בכל אחד מהאיברים הייתה מקושרת גם עם מחלת אלצהיימר, מה שמעיד על כך שתפקוד המוח מושפע במיוחד ממצב הבריאות של מרבית האיברים שנבדקו.

הממצאים הללו אומנם מראים שהתוכנה יכולה לקבוע שאדם חולה בנקודת זמן מסוימת מבלי שהיא תקבל מידע ישיר על כך, אך האם היא מסוגלת לחזות מחלה עתידית? באמצעות נתוני בדיקות דם ממחקרי עוקבה קודמים – מחקרים שבהם מדדו דגימות של אנשים בריאים ובחנו את מצבם הבריאותי לאורך זמן – החוקרים מצאו שאכן התוכנה מסוגלת לצפות סיכונים. למשל, כל פער של ארבע שנים בין הגיל הביולוגי של הלב וגילו הכרונולוגי העיד על סיכון כפול לאי-ספיקת לב ב-15 השנים הבאות.

האתגרים בדרך למרפאה

המחקר מעיד על כך שאפשר להעריך את גיל האיברים על סמך חלבונים שקיימים בבדיקת הדם, אבל מציב מספר מגבלות. ראשית, אומנם המחקר מתבסס על אלפי דגימות, אך הן נלקחו בעיקר מנבדקים אמריקאים לבנים מבוגרים, בעוד שלאוכלוסיות שונות יש סיכונים בריאותיים שונים, שייחודיים להן עקב מוצאן. בנוסף, במחלות מסוימות החוקרים מצאו קשר לא לינארי בין הגיל הביולוגי של האיברים לסיכון. אופי הסיכון השתנה בהתאם לגיל של הנבדק: בגילים מסוימים, איבר זקן בשנה מהגיל האמיתי העיד על סיכון גדול למחלה, אך אם הפער היה גדול יותר, הסיכון ירד, והחמיר שוב רק בפערים גדולים יותר. החוקרים עצמם ציינו שדרושים מחקרים נוספים כדי לפענח את הקשר המורכב בין מחלות ואיברים מסוימים.

ולבסוף, כדי לוודא שהתוכנה יודעת לחזות מחלות דרושים מחקרי עוקבה נוספים ומקיפים יותר. המחקר הנוכחי הסתמך ברובו על בדיקות דם בנקודת זמן אחת, והנתונים ששימשו את החוקרים לניבוי הסיכון התבססו על מחקרי עוקבה שמספר הנבדקים בהם השתנה בהתאם לסוג המחלה שנבדקה. כדי ללמוד על קצב ההזדקנות של האיברים והשפעתו על מצבם הבריאותי של המטופלים ברמת דיוק מספקת, החוקרים יצטרכו לערוך מחקר עם אוכלוסייה מגוונת יותר ולעשות בדיקות דם באופן עקבי כל כמה חודשים או שנים, לאורך תקופה ממושכת. אם הניסויים הבאים יצליחו לעשות זאת, אולי נוכל בעתיד לאמוד את הסיכונים הבריאותיים האישיים שלנו, להיערך אליהם, ואם ירצה הגורל – לחיות חיים ארוכים יותר.

מאת: דר' מעיין קרלינסקי צור

לכתבה>>

באדיבות מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
https://davidson.weizmann.ac.il/