Рак растет среди молодых взрослых. Ускоренное биологическое старение может помочь объяснить причину

Рак тесно связан с возрастом. Чем дольше люди живут, тем больше возможностей у их клеток накапливать повреждения, которые могут способствовать росту опухоли. Однако рак все чаще диагностируется у молодых взрослых, и каждое новое поколение, похоже, сталкивается с большим риском, чем предыдущее.

Этот тренд побудил исследователей изучить провокационную возможность: накапливают ли молодые поколения биологические повреждения быстрее, вызывая ускоренное старение их тел?

Исследование, проведенное исследователями Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе, предоставляет доказательства того, что это может происходить. Команда обнаружила признаки того, что молодые поколения стареют быстрее на биологическом уровне, чем старшие поколения в сопоставимом возрасте.

Ученые все еще работают над пониманием того, что вызывает эти изменения. Вопрос исследуется через международные усилия с участием исследователей Центра рака Ситемана, расположенного при больнице Barnes-Jewish и WashU Medicine, и Cancer Grand Challenges, глобальной инициативы, основанной Национальным институтом рака и Cancer Research U.K.

Важно отметить, что исследователи также обнаружили, что ускоренное биологическое старение было связано с повышенным риском ранней диагностики рака среди молодых поколений. В целом, ранний рак диагностируется в возрасте 55 лет или моложе.

Хронологический возраст просто измеряет количество лет, прожитых человеком. Биологический возраст, напротив, отражает, насколько старым выглядит тело на основе измеряемых изменений в клетках, органах, метаболизме и других физиологических системах.

По словам исследователей, риск рака увеличивался по мере увеличения разницы между биологическим и хронологическим возрастом. Люди из более молодых поколений, как правило, имели большие различия, чем рожденные ранее, что предполагает, что их тела выглядели биологически старше в одном и том же хронологическом возрасте.

Этот сдвиг между поколениями может помочь объяснить, по крайней мере, часть роста заболеваемости раком среди молодых взрослых.

Команда также обнаружила, что старение, похоже, не одинаково влияло на каждую систему органов. Более быстрое старение определенных частей тела было связано с конкретными видами рака. Например, иммунная система, которая выглядела биологически старше, была связана с ранней диагностикой рака легкого. Жировая ткань, выглядящая старше, была связана с ранней диагностикой колоректального рака.

Исследователи говорят, что измерения ускоренного старения в конечном итоге могли бы помочь врачам определить молодых людей, сталкивающихся с необычно высокими рисками рака, потенциально позволяя начать профилактику или скрининг раньше.

"Наша конечная цель - декодировать, как современная окружающая среда встраивается биологически, чтобы увеличить риск рака, трансформируя профилактику от общих рекомендаций к персонализированным вмешательствам," сказала Инь Цао, ScD, молекулярный эпидемиолог и доцент хирургии и медицины в WashU Medicine. "Это приближает нас к ранней идентификации риска и разработке стратегий профилактики, адаптированных к биологии человека."

Команда Цао ранее изучала многочисленные факторы, которые могут формировать риск рака в течение жизни человека, включая ожирение, метаболическую дисрегуляцию, потребление алкоголя, малоподвижный образ жизни, низкое качество диеты и кесарево сечение.

Каждый из этих факторов может дать подсказки о том, почему рак развивается в молодом возрасте. Однако ни один отдельный фактор, похоже, не объясняет много общего тренда.

Это привело Цао, также научного сотрудника Siteman, и ее коллег к поиску более широкого способа измерения того, как множество различных влияний могут работать вместе во времени, чтобы увеличить восприимчивость к раку.

Поддержка Cancer Grand Challenges позволила Цао, как со-лидеру Team PROSPECT, исследовать этот вопрос в гораздо большем масштабе.

Для нового исследования исследователи проанализировали данные более чем 154 000 молодых взрослых, зарегистрированных в UK Biobank, который содержит обширную биологическую, медицинскую и образ жизни информацию.

Они также проанализировали более 10 000 участников в Соединенных Штатах, которые являются частью All of Us Research Program Национальных институтов здоровья, инициативы, предназначенной для создания комплексной базы данных о здоровье с участием более 1 миллиона человек, живущих в США.

Для определения биологического возраста исследователи, включая первого автора Ruiyi Tian, докторанта лаборатории Цао, рассмотрели две разные шкалы.

Одна была системным старением, которое измеряет старение всего тела в целом. Другая была органоспецифичным старением, которое оценивает, насколько быстро стареют отдельные органы или биологические системы.

Для системного старения исследователи полагались на установленные подходы, использующие клинические биомаркеры, включая PhenoAge и метод Klemera-Doubal. Они также использовали оценку метаболического возраста, предназначенную для фиксации возраст-связанных паттернов в метаболизме человека.

Например, PhenoAge использует девять маркеров биохимии крови для оценки биологического старения. К ним относятся альбумин, производимый печенью, и креатинин, продукт отходов, удаляемый почками.

Для органоспецифичного старения исследователи проанализировали данные протеомики крови, которые измеряют уровни многочисленных белков, связанных с конкретными системами органов. Затем эти паттерны белков использовались для оценки биологического возраста отдельных органов.

Команда рассчитала среднюю разницу между биологическим и хронологическим возрастом в каждой возрастной группе. Затем они использовали стандартное отклонение для измерения того, насколько далеко каждая группа отличалась от среднего значения исследования. Стандартное отклонение - это мера того, насколько разбросаны точки данных около среднего.

Среди участников из Великобритании люди, родившиеся с 1965 по 1974 год, имели системное старение на 23% одного стандартного отклонения выше, чем люди, рожденные с 1950 по 1954 год, даже после учета хронологического возраста.

Просто говоря, члены младшего поколения, как правило, имели немного более старые биологические профили, чем члены старшего поколения, когда исследователи сравнивали их в одном и том же хронологическом возрасте.

Участники, рожденные с 1990 по 1999 год, имели системное старение на 92% одного стандартного отклонения выше, чем те, кто рожден с 1965 по 1969 год.

Затем исследователи изучили, были ли эти различия в биологическом старении связаны с раком.

Большее системное старение в младшей группе было связано с повышением на 8% риска раннего твердого рака. Наиболее сильные ассоциации касались рака легких, желудочно-кишечного тракта и матки.

Когда участники были разделены на три группы в соответствии с уровнем системного старения, появился еще один паттерн.

Люди с наиболее продвинутым системным старением имели повышение на 15% риска раннего твердого рака по сравнению с участниками, показывающими наименее продвинутое старение.

Ассоциация оставалась даже после того, как исследователи учитывали наследственные генетические риски рака и генетическую восприимчивость к ускоренному старению.

Продвинутое старение иммунной системы было связано с повышенным риском раннего рака легкого. Продвинутое старение жировой (адипозной) ткани было связано с повышенным риском раннего колоректального рака.

"Если мы сможем определить молодых людей с наивысшим риском рака, когда они еще здоровы, мы можем сосредоточиться на стратегиях профилактики и ранней диагностики для людей, которые получат наибольшую пользу от ранних вмешательств," сказала Цао.

Исследование является частью Team PROSPECT, команды Cancer Grand Challenges, которой совместно руководит Цао.

Cancer Grand Challenges - это международная инициатива финансирования исследований, основанная Cancer Research UK и Национальным институтом рака (NCI). Она собирает ученых из разных специальностей и стран для исследования некоторых наиболее сложных проблем в раковых исследованиях.

Одна из этих проблем - объяснить, почему ранний рак становится все более распространенным.

"Прямо сейчас у нас нет определенного ответа на то, что вызывает рост раннего рака во всем мире, но исследования, подобные этому, помогают нам сложить большую картину, показывая, что рак может быть влиян не только изменениями внутри отдельных клеток, но более широкими изменениями, происходящими по всему телу в целом," сказал Дэвид Скотт, PhD, директор Cancer Grand Challenges. "Исследования такого масштаба возможны благодаря Cancer Grand Challenges, которая собирает ученых из разных областей по всему миру, чтобы вместе решать эти сложные вопросы."

Цао и ее коллеги теперь работают над лучшим пониманием того, почему рак все чаще поражает молодые поколения.

Основной акцент делается на определении того, как изменения в окружающей среде, образе жизни и обществе могут оставлять долгосрочные биологические отпечатки на теле. Эти эффекты могут включать ускоренное старение, а также другие признаки, которые делают некоторых людей более уязвимыми к болезням.

Путем отслеживания того, как эти риски накапливаются в течение всей жизни, исследователи надеются раскрыть больше биологических источников раннего рака.

Конечная цель состоит не просто в понимании того, почему рак развивается раньше, но в определении людей с повышенным риском, пока они еще здоровы. Это могло бы сделать возможным начать профилактику и скрининг раньше и адаптировать вмешательства к биологии человека, смещая онкологическую помощь в сторону остановки болезни, прежде чем она начнется.