Veroudering: je bent zo jong als je DNA epigenetisch is afgesteld

Bij het ouder worden verandert het epigenetisch landschap – de verpakking van het DNA – en dat heeft effect op het goed functioneren van onze lichaamscellen. Genen die voorheen ‘uit’ stonden, kunnen ineens tot expressie komen, terwijl dat eigenlijk niet de bedoeling is. Onderzoekers kunnen die epigenetische veranderingen nu meten en daarmee een tipje van iemands biologische leeftijd oplichten.

Het proces van veroudering is universeel, het overkomt alle mensen en vrijwel alle diersoorten. Maar de snelheid waarmee iemand veroudert, ligt niet vast. De gemiddelde levensverwachting van iemand die in Nederland wordt geboren is nu 80 jaar voor mannen en 83 voor vrouwen. Tweehonderd jaar geleden lag dat nog rond de 45 jaar. Die hogere leeftijdsverwachting is te danken aan verbetering in voeding, hygiëne en medische zorg. Daardoor verbeterde de weerstand tegen infectieziekten, verlaagde de kindersterfte en is er nu sprake van een meer robuuste vroege lichamelijke ontwikkeling en biologisch relatief jonge ouderen als gevolg.

Kalenderleeftijd

De keerzijde is dat door die langere levensduur chronische ziekten opdoemen, zoals suikerziekte, hart- en vaatziekten, kanker, artrose, cognitieve achteruitgang, dementie, verlies van spiermassa en combinaties van deze aandoeningen. De kalenderleeftijd – de tijd gerekend vanaf de geboorte – is de grootste risicofactor voor al deze ziekten. Op 65-jarige leeftijd heeft 60 procent van de Nederlanders al twee of meer chronische aandoeningen. Veroudering is echter ook een heel persoonlijk proces, er zijn veel 65-jarigen die nog kerngezond zijn. Sterker nog, sommige 80-plussers zijn zo vitaal dat ze op fietsvakantie gaan. Dergelijke mensen zijn biologisch veel jonger dan volgens hun kalenderleeftijd is te verwachten. De biologische leeftijd geeft de fysiologische staat van het lichaam en geest weer. Een biologisch jong iemand heeft in vergelijking met leeftijdsgenoten een veel lager risico om een chronische ziekte te krijgen of te overlijden.

Veroudering is een heel persoonlijk proces. Er zijn veel 65-plussers die nog kerngezond zijn. Deze mensen zijn biologisch veel jonger dan volgens hun kalenderleeftijd is te verwachten. © Shutterstock

Biologische leeftijd

De levensverwachting en biologische leeftijd hangen samen met de levensloop van mensen en worden beïnvloed door overgewicht en leefstijl, zoals roken, alcoholgebruik, vitaminetekort en beweging, maar ook door blootstelling aan schadelijke situaties zoals mentale spanning, ondervoeding, milieuvervuiling of chemokuren. Erfelijkheid heeft in de algemene bevolking slechts een beperkte invloed op de levensverwachting, maar in familieverband kan het een grote invloed hebben op oud worden.

Onderzoekers zijn al jaren op zoek naar manieren om de biologische leeftijd van mensen vast te kunnen stellen. In de kliniek zouden biomarkers van biologische leeftijd een bijdrage kunnen leveren aan het bepalen van de kwetsbaarheid van ouderen. Deze biomarkers worden ontwikkeld op basis van kenmerken die zich voordoen bij veroudering, zoals afwijkingen in de stofwisseling, milde chronische ontsteking en afname van orgaanfuncties en spiermassa.

Epigenetische biomarkers

Om biomarkers te vinden die de biologische leeftijd vaststellen worden wiskundige algoritmen (klokken) ontworpen die de relatie weergeven tussen moleculaire profielen en de kalenderleeftijd, de gezondheidsstatus, of de leeftijd van overlijden van groepen mensen. Epigenetische klokken werden gemaakt op basis van de verschillen in DNA-methylering in weefsels en cellen die met de leeftijd van een persoon samenhangen. Via een bloedmonster is nu de stand van de DNA-methyleringsklok af te lezen. Het bleek dat personen die een ‘ouder’ DNA-methyleringsprofiel hadden dan de gemiddelde leeftijdsgenoot ook wat meer risico op ziekte en overlijden hadden. De epigenetische klokken lijken dus iets van de biologische leeftijd weer te geven, maar dit moet nog door onderzoek met grotere groepen worden bevestigd.

Ook lijken methyleringsklokken veranderingen in de immunologische gezondheid te kunnen aangeven. De samenstelling van de afweercellen in het bloed, zoals T-cellen, B-cellen, monocyten en granulocyten, verandert bij veroudering. Oudere mensen hebben bijvoorbeeld meer uitgeputte en minder frisse T-cellen in hun bloed. Epigenetische klokken kunnen dit signaleren, wat mogelijk gebruikt kan worden om mensen met een kwetsbaar afweersysteem te herkennen.

Een verouderend epigenoom

Door te eten en te ademen ontstaan er gedurende het hele leven schadelijke afvalproducten, zoals zuurstof- en stikstofdeeltjes (radicalen) die het DNA, RNA, eiwitten en andere componenten in de cel kunnen beschadigen. Een toenemende leeftijd gaat in het epigenoom niet alleen gepaard met veranderingen van het DNA-methyleringspatroon maar ook met verlies van histonen, het hermodelleren van chromatine en verlies van heterochromatine (de dicht opeengepakte structuur van DNA en histonen) waardoor de toegankelijkheid van DNA verandert voor eiwitten betrokken bij de celdeling, differentiatie en DNA-herstel.

Risico op kanker en meer

Soms komen genen tot expressie in cellen en weefsels waar dat niet de bedoeling is. Deze epigenetische veranderingen met veroudering lijken op afwijkingen die ook in kankercellen worden aangetroffen. Zo is DNA-methylering (hypermethylering) van genen aangetroffen in verouderd weefsel, zoals het maagwandepitheel, terwijl hypermethylering ook een kenmerk is voor het ontstaan van kanker in dergelijk weefsel.

Maar het blijft niet bij kanker. Ook bij hartfalen en een hartinfarct gaat veroudering gepaard met veranderingen in DNA-methylering, chromatinehermodellering en histonmodificaties. Dit hangt samen met verhoogde expressie van foetale hartontwikkelingsgenen in het volwassen of oudere hart. Mogelijk spelen hierbij ook zuurstofschade van hartspiercellen en daardoor veroorzaakte ontstekingsreacties een rol. Epigenetische eigenschappen spelen dus een belangrijke rol bij genen die de goede werking van het hartweefsel reguleren (homeostase).

Zo zijn er tal van epigenetische veranderingen die met veroudering en ziekterisico gepaard gaan. Op basis daarvan hebben onderzoekers biomarkers ontwikkeld die mogelijk iets van de biologische leeftijd weergeven. Het is echter nog niet duidelijk of als deze veranderingen in een deel van de weefselcellen optreden, deze ook de direct aan het ontstaan van ziekten bijdragen. Daarvoor moet eerst nog worden ontrafeld hoe de veranderingen ontstaan en wat precies de consequentie daarvan is op de genregulatie.

Dit artikel komt uit het cahier Epigenetica. Download of bestel het cahier hier.