Heel nauwkeurig de leeftijd bepalen
De epigenetische afstelling van ons DNA, welke genen er ‘aan’ of ‘uit’ staan, wordt bepaald door moleculaire dimmers die vastzitten aan het DNA. Deze DNA-afstelling verandert gedurende het leven. Met machine learning hebben onderzoekers op basis van zulke veranderingen een zogenoemde epigenetische klok ontwikkeld. Daarmee kan heel nauwkeurig iemand leeftijd bepaald worden op basis van een DNA-monster. Dit is bruikbaar voor forensisch onderzoek, maar biomedische toepassingen bleven achter omdat de werking van de klok nog niet doorgrond was.
Oude en jonge immuuncellen
De Leidse masterstudent Biomedische Wetenschappen Thomas Jonkman, heeft nu ontdekt hoe de klok werkt: je leest ermee af hoe oud je immuunsysteem is. 'Met bloedmonsters van ruim 3000 mensen hebben we uitgezocht welke biologische processen er precies veranderen bij het tikken van deze klok. Dat bleken processen specifiek voor jonge, frisse immuuncellen of oude, uitgeputte immuuncellen', vertelt Jonkman. De klok stelt dus op basis van de verhouding tussen oude en jonge immuuncellen in het bloed de leeftijd van een persoon vast.
Biologische leeftijd
Dit onderzoek is een belangrijke stap in de toepassing van de klok, meent hoogleraar Populatie Epigenetica Bas Heijmans. 'We weten dat bij sommige mensen de leeftijd door de klok ouder wordt geschat dan de daadwerkelijke leeftijd, en andersom. Zijn deze mensen dan ook biologisch jonger of ouder?' Om uit te zoeken of dit verschil een maat is voor gezondheid willen de onderzoekers zich als vervolgstap richten op de vraag of de klok mensen met een kwetsbaar immuunsysteem kan opsporen. 'We weten door de coronapandemie hoe belangrijk dat is', aldus Heijmans.
Onderzoek wordt voortgezet
Onderzoekers zoals Jonkman, die slim grootschalig data kunnen combineren en analyseren, zijn volgens Heijmans voor dergelijk onderzoek cruciaal. Jonkman zal het onderzoek dan ook als PhD-student voortzetten in de groep van Heijmans.
Publicatie in Genome Biology
Het onderzoek is gepubliceerd in het vooraanstaande wetenschappelijk tijdschrift Genome Biology en mede mogelijk gemaakt door de Amerikaanse National Institutes of Health en BBMRI-NL, een NWO-gefinancierde samenwerking tussen Nederlandse onderzoeksinstituten om onderzoeksmateriaal en -gegevens van populatiestudies beschikbaar te maken voor gezondheidsonderzoek. De data-analyses zijn gedaan op de high-performance rekenfaciliteiten van SurfSara.