Vi blir alla gamla och dör, men vi vet fortfarande inte varför. Kost, träning och stress påverkar alla vår livslängd, men de underliggande processerna som driver åldrandet förblir ett mysterium. Ofta mäter vi ålder genom att räkna våra år sedan födseln och ändå vet våra celler ingenting om kronologisk tid – våra organ och vävnader kan åldras snabbare eller långsammare oavsett vad vi förväntar oss av att räkna antalet banor vi tar runt solen.

Av denna anledning söker många forskare efter att utveckla metoder för att mäta den "biologiska åldern" på våra celler - som kan skilja sig från vår kronologiska ålder. I teorin skulle sådana biomarkörer för åldrande kunna ge ett mått på hälsa som skulle kunna revolutionera hur vi utövar medicin.

Individer kan använda en biomarkör för åldrande för att spåra sin biologiska ålder över tid, mäta effekten av kost, träning och droger och förutsäga deras effekter för att förlänga livslängden eller förbättra livskvaliteten. Läkemedel skulle kunna utformas och identifieras utifrån deras effekt på biologisk ålder. Med andra ord kan vi börja behandla åldrandet i sig.

Emellertid har inget exakt och mycket prediktivt test för biologisk ålder validerats hittills. Delvis beror detta på att vi fortfarande inte vet vad som orsakar åldrande och därför inte kan mäta det. Definitiva framsteg på området kommer att kräva validering av biomarkörer under en patients livstid, en opraktisk bedrift med tanke på mänsklig livslängd.

För att förstå de irreducerbara komponenterna i åldrandet, och hur dessa kan mätas och testas, vänder sig forskare till laboratoriedjur. Till skillnad från människor lever nematoden C. elegans i genomsnitt två veckor, vilket gör det lättare att samla in beteende- och livslängdsdata som annars skulle kräva århundraden.

Nematoden C. elegans börjar vuxen ålder med att energiskt utforska sin miljö. Med tiden saktar de ner och slutar krypa, ett beteendestadium som kallas kraftigt upphörande av rörelser (VMC). VMC är en biomarkör för åldrande och en proxy för nematodhälsa.

Studier av genetiskt identiska nematoder har visat att det är en kraftfull prediktor för en masks livslängd, men samtidigt kan interventioner som är utformade för att ändra åldrande påverka VMC oproportionerligt i jämförelse med livslängden och vice versa. Forskare vid Center for Genomic Regulation (CRG) i Barcelona försöker förstå varför detta händer och vad detta betyder för åldrandeprocessen hos människor.

Ett team som leds av Dr Nicholas Stroustrup, gruppledare vid CRG:s forskningsprogram för systembiologi, har utvecklat "Lifespan Machine", en enhet som kan följa liv och död för tiotusentals nematoder på en gång. Maskarna lever i en petriskål under ett vakande öga av en skanner som övervakar hela deras liv. Genom att avbilda nematoderna en gång i timmen i månader samlar enheten in data med oöverträffad statistisk upplösning och skala.

Beskriver deras resultat i tidskriften PLOS Computational Biology , fann forskargruppen att nematoder har minst två delvis oberoende åldringsprocesser som äger rum samtidigt - en som bestämmer VMC och den andra bestämmer tidpunkten för döden.

Medan båda processerna följer olika banor, är deras hastigheter korrelerade till varandra, med andra ord hos individer för vilka VMC inträffade i en accelererad takt, så gjorde dödstiden och vice versa. Med andra ord visade studien att varje enskild nematod har minst två olika biologiska åldrar.

Forskarna gjorde upptäckten genom att bygga ett genetiskt verktyg som låter dem kontrollera nematodernas åldrandehastighet – och effektivt välja en genomsnittlig livslängd för befolkningen som kan variera från två veckor till några dagar. Verktyget fungerar genom att märka RNA-polymeras II - enzymet som gör mRNA - med en liten molekyl. Maskar matades med olika mängder av hormonet auxin, som fint kontrollerar aktiviteten av RNA-polymeras II, vilket i sin tur förändrar deras livslängd.

Människor är större och, på många sätt, mer komplexa än nematoder, och kommer därför sannolikt att ha ett ännu högre antal distinkta biologiska åldrar än nematoder. Sammantaget visar studien hur flera, mestadels oberoende åldringsprocesser kan arbeta tillsammans för att få olika delar av djuret att åldras i olika takt. Fynden utmanar konceptet att djur har ett enda enhetligt mått på biologisk ålder som kan indikera en individs allmänna hälsa.

Forskarna fann också att oavsett vilka livslängdsförändrande mutationer och ingrepp de gav nematoderna, förblev den statistiska korrelationen mellan de olika biologiska åldrarna konstant.

Detta antyder att det finns en osynlig kommandokedja – eller hierarkisk struktur – som reglerar maskens åldrandeprocesser, vars mekanismer ännu inte har upptäckts. Detta innebär att även om åldrandeprocesser kan vara oberoende, är det också sant att vissa individer är "snabba åldrar" och andra "långsamma åldrar", eftersom många av deras åldrandeprocesser går lika snabbare eller långsammare än sina jämnåriga.

Studien ifrågasätter ett avgörande antagande om åldrande biomarkörer, att när interventioner som träning eller diet "föryngrar" en biomarkör, är det ett gott tecken på att åldrandets underliggande biologi har förändrats på liknande sätt.

"Vår modell visar att biomarkörer trivialt kan frikopplas från utfall eftersom de mäter en åldrandeprocess som inte är direkt involverad i resultatet utan helt enkelt korrelerar med den i ett system av hierarkiska processer", förklarar Dr Stroustrup. "I enkla termer, bara för att två delar av en individ tenderar att korrelera i sin biologiska ålder mellan individer, betyder det inte att den ena orsakar den andra, eller att de sannolikt involverar delade åldrandemekanismer."

Fynden får konsekvenser för konsumenter som erbjuds kommersiella produkter som bedömer deras biologiska ålder. Biologiska ålderstester använder paneler av biomarkörer som påstås vara meningsfullt olika. Dessa kan mäta tusen olika delar av en individ, men de delarna kan alla förväxlas på ett identiskt sätt.

Enligt Dr Stroustrup ligger lösningen i att hitta biomarkörer som mäter distinkta, interagerande åldringsprocesser som också minimalt korrelerar med varandra. "Biomarkörer som används för att bedöma biologisk ålder kan ändras utan att faktiskt förvandla en "snabb åldrare" till "långsam åldring". Forskare bör fokusera på att mäta effekten av interventioner på funktionella resultat snarare än att anta att förändringar i biomarkörer kommer att förutsäga utfall på ett enkelt sätt ", avslutar han. + Utforska vidare

Att vara ensam och olycklig accelererar åldrandet mer än rökning, visar studien