Како одредити биолошку старост и отпорност на стрес помоћу анализе зноја

Хронолошка старост мало говори о стварном стању тела: две особе истих година могу се радикално разликовати у погледу издржљивости, ризика и одговора на лечење. Тим састављен од ЕТХ Цириха, Емпа, Калтеха и Универзитетске болнице у Базелу покреће пројекат AGE RESIST (AGE clock for RESIlience in SweaT): научници желе да науче како да прецизно и лако процене биолошку старост и „отпорност“ (отпорност на стрес и напрезање) на основу молекула у зноју које континуирано прикупљају носиви сензори. Идеја је да се сложени лабораторијски панели претворе у практичан „сат за старост“ на кожи како би се персонализовале медицинске одлуке и смањили нежељени ефекти лечења. Пројекат финансира Швајцарска национална научна фондација (SNSF).

Позадина студије

Календарска (хронолошка) старост је лош предиктор стварног стања тела - издржљивости, рањивости на болести и толеранције на лечење. Зато се „сатови“ биолошке старости брзо развијају последњих година. Али многи од њих се ослањају на скупе лабораторијске панеле (крв, „омике“), дају резултате епизодно и нису увек доказали клиничку додатну вредност. У том контексту, пројекат AGE RESIST (ETH Zürich, Empa, Caltech, Универзитетска болница Базел) нуди другачији начин: тражити нове биомаркере у зноју и континуирано их очитавати помоћу носивих сензора како би се проценила не само „старост“ већ и отпорност - отпорност на стрес и брзина опоравка. Овај „сатни“ приступ је замишљен као алат за персонализацију терапије: да се одабере интензитет интервенција за стварно физичко стање пацијента и тиме смање нежељени ефекти. Пројекат финансира Швајцарска национална научна фондација (SNSF).

Зашто се знојити? То пружа згодан увид у физиологију: електролите, метаболите, маркере стреса и упале који се могу мерити без игала и у реалном времену. Платформе за интерфејс коже драматично су напредовале последњих година, са флексибилним електрохемијским фластерима, микрофлуидним колекторима и вишечасовним сензорима способним да прате динамику аналита, не само статичке вредности. Ово је важно за отпорност: не предвиђају се толико апсолутне концентрације, већ профил одговора на топлоту/оптерећење и облик „криве опоравка“ у комбинацији са срчаном фреквенцијом, дисањем и температуром језгра.

У AGE RESIST-у, ова идеја се спроводи у пракси: тим развија преносиви сензор зноја, тестира прототипове у климатској комори и комбинује молекуларне сигнале са физиологијом (откуцаји срца, респираторна фреквенција, температура језгра итд.) како би обучио модел старости и отпорности. Пројекат води Ное Бразије (ETH Zürich); са стране EMPA, Симон Анахајм је задужен за одељење за сензорику. Очекивани исход је погодна „скала старости“ за клинику, која помаже у планирању лечења и рехабилитације на основу физиолошке старости, а не старости потребне за пасош.

Контекст је шири од једног пројекта: класични „сатови“ – епигенетски, транскриптомски, протеомски – се брзо развијају, али се у периоду 2024-2025. активно расправља о њиховим ограничењима и „рекалибрацији“ (зависност од састава крвних зрнаца, реконфигурација модела за различите популације, преносивост у клинику). Идеја о „сатовима“ који се преносе на зној/носиве уређаје, први пут систематски предложена у академској агенди још 2023. године, само превазилази јаз између лабораторијских биомаркера и свакодневног праћења: она тежи да ухвати динамичку страну старења – способност система да одговори на изазов и опорави се.

Како ће то функционисати

Истраживачи развијају преносиви сензор зноја који истовремено очитава нове молекуларне биомаркере и комбинује их са физиолошким параметрима (откуцаји срца, респираторна фреквенција, температура језгра итд.). Према речима Сајмона Анахајма из лабораторије за биомиметичке мембране и текстил (Емпа), прецизност сензора за кожу омогућава континуиране, поуздане податке о стању тела. Тим тестира прототипове у климатској комори где се могу дозирати топлота и оптерећење. На основу ових токова података, биће обучен „механички“ алгоритам који повезује способност суочавања са оптерећењем и опоравка са биолошким узрастом и отпорношћу.

Ко стоји иза пројекта и шта ће он променити?

Иницијатор је др Ное Бразије (ЕТХ Цирих, Институт за транслациону медицину); пројекат укључује клиничке, сензорне и материјалне специјалисте из болница ЕТХ, Емпа, Калтек и Базел. Ако „сат“ покаже репродуктивност и предиктивну вредност, може се користити за избор интензитета терапије и рехабилитације на основу „физиолошке“ старости, а не пасоша - од онкологије и кардиологије до ортопедије и геријатрије. Идеално, ово смањује „прекомерно лечење“, нежељене ефекте и пропуштене шансе за благовремене интервенције.

Регрутовање волонтера: Шта ће учесници доживети

Тренутно је у току регрутовање за пилот студију. Траже се мушкарци и жене спремни да одраде око 1 сат вежбања, старости 44-54 или 60-70 година, са БМИ < 30 и течним познавањем немачког или енглеског језика. Трошкови учешћа су: процена физичке спремности (спироергометрија), процена биолошке старости, резултати анализе крви и надокнада од 200 швајцарских франака (укључујући путне трошкове). Место студије је Емпа, Санкт Гален. Процедура укључује три посете (укупно око 6 сати): скрининг; главна посета са вожњом бицикла уз благо загревање и паузе (мери се зној, док се параметри снимају неинвазивним сензорима); последња кратка посета ради провере уклањања сензорске капсуле за праћење температуре „језгра“. Подаци су поверљиви; учесницима се не обећава никаква медицинска корист.

Зашто се знојити?

Зној је „прозор“ у метаболизам: садржи електролите, метаболите, маркере упале и стреса, који се могу мерити континуирано и без игала. За разлику од епизодних тестова крви, зној из носивих сензора пружа динамику - како тело реагује на стимулус (топлоту, оптерећење) и колико брзо се опоравља. За „праћење старења“ није важно само „колико“ молекула истовремено, већ и профил одговора: амплитуда, брзина и облик криве опоравка. У комбинацији са срчаном фреквенцијом, дисањем и температуром језгра, ово се претвара у дигитални „портрет“ отпорности - кључ персонализованог третмана.

Шта се тачно мери и како се то тумачи?

У пилот пројекту, тим упоређује:

• Молекули у зноју: нови сет кандидатских биомаркера биолошке старости и одговора на стрес.
• Физиологија: Откуцаји срца, дисање, температура језгра (преко прогутане сензорне капсуле), параметри коже.
• Издржљивост и „отпорност на топлоту“: термички контролисани циклуси и опоравак.
  Подаци се затим спајају у модел отпорности на старење који је валидиран у свим старосним групама и понављањима. Циљ је алат са клиничком додатном вредношћу који је једноставан за коришћење и разумљив за клиничаре.

Где ово може бити корисно сутра

• Планирање интервенције. Процена „физиолошке“ старости и резерве пре операције или интензивне неге ради прецизнијег дозирања ризика.
• Рехабилитација и спортска медицина. Праћење отпорности током времена, прилагођавање оптерећења на време и праћење преоптерећења.
• Геријатрија и хроничне болести: Идентификовати „празнине“ у отпорности много пре клиничких догађаја и персонализовати лечење.

Укратко - главна ствар

• AGE RESIST тражи биомаркере биолошке старости и отпорности у зноју и обучава носиве сензоре да их континуирано „читају“.
• Пројекат воде ETH Zürich, Empa, Caltech и клинике у Базелу, а финансира га SNSF. Циљ је „сат“ за персонализовану медицину специфичан за узраст.
• У пилотском пројекту - 3 посете, циклично оптерећење при благој топлоти, сензорна капсула за температуру језгра, компензација 200 CHF.

Извор: Емпина страница о пројекту AGE RESIST.