Psi se v průměru dožívají 12 let, zatímco střední délka života u lidí šplhá k 80 rokům. Zdálo by se proto, že jeden lidský rok odpovídá sedmi letům psím. Američtí genetici však upozorňují, že stárnutí psů probíhá odlišným tempem než stárnutí lidí.

Délku života u obou druhů ovlivňuje množství a kvalita potravy, ochrana před nebezpečím či zdravotní péče. Jednotlivá psí plemena se navíc v očekávatelné délce života výrazně liší.

Ještě závažnějším problémem přepočtu lidských let na psí je ale fakt, že individuální vývoj psů přímo neodpovídá vývoji lidí. Zatímco většina psů dospívá před dosažením prvního roku života, lidé jsou schopní rozmnožování až ve věku 12–14 let.

Obdobné nesrovnalosti doprovázejí také důležité vývojové milníky, a to jak před pubertou, tak po ní.

Celá tato lidsko-psí lapálie ilustruje širší problém – a to, jak mezi sebou převádět věk u různých druhů zvířat. Bez uspokojivého řešení můžeme například jen těžko testovat na myších či potkanech nové léky a medicínské postupy. Třeba i mladá myš může v reakci na daný přípravek odpovídat spíše dospělému člověku, zatímco plně vyvinutý hlodavec lidskému seniorovi.

Úplně novou metodu, jak mezi sebou převádět věk u různých druhů živočichů, nedávno představila skupina amerických genetiků. Ti vyšli z předpokladu, že různé hormonální či fyziologické děje mohou u různých živočichů probíhat různě rychle a s různě dlouhými přestávkami. Není proto úplně spolehlivé přímočaře převádět věk jednoho druhu na druhý.

Člověk vs. labrador

Epigenetické značky na DNA, které ovlivňují použití jednotlivých genů, však mohou u různých druhů přibývat, ubývat nebo se měnit daleko systematičtěji. Stejný stav epigenetických značek u různých příslušníků jedné vývojové linie by tedy měl odpovídat stejnému věku.

Přibývání, ubývání a změny těchto značek u různých druhů navíc můžeme postavit proti sobě a odvodit tak, jak se zástupci těchto druhů liší ve svém stárnutí.

Epigenetické změny DNA jsou výhodnou indicií stárnutí i proto, že výrazně ovlivňují individuální vývoj příslušníků druhu. Dokážeme ale podobné chemické modifikace nukleové kyseliny odhalit, odlišit jejich stav u různě starých jedinců a porovnat jej mezi druhy?

Jak argumentují výzkumníci v článku, který v uložišti bioRxiv čeká na publikaci v odborném časopise, tento úkol není snadný. Celá řada dřívějších studií ztroskotala na tom, že nedokázala přečíst dostatečné množství epigenetických značek u dostatečného množství jedinců.

Teď se ale pomocí moderních molekulárně-biologických technik vědcům podařilo identifikovat značky, které jsou přítomné u všech (či alespoň velké většiny) savců a vzájemně si odpovídají. Cesta ke srovnání různých druhů tak byla otevřena.

V dalším kroku biologové prozkoumali epigenetické značky různě starých psů. Aby odstínili vliv co největšího množství druhotných faktorů, zaměřili se na jedno plemeno – labradorské retrívry.

Leckdo by mohl namítnout, že větší šanci na úspěch bude mít srovnání lidí s jejich nejbližšími, lidoopími, příbuznými. Dnešní lidoopi však obývají ve srovnání s lidmi výrazně odlišné prostředí, což se může nepředvídatelnými způsoby podepsat i na jejich epigenetických značkách.

Psi s námi naopak sdílejí všechny radosti i strasti života v civilizaci, stravou počínaje a chronickými nemocemi konče. Pomalu se proto stávají hlavními modelovými organismy pro studium jevů souvisejících s lidským stárnutím. Údaje od 104 různě starých labradorů proto vědci srovnali s rozsáhlou databází epigenetických značek různě starých lidí. S jakými výsledky?

Jak zpomalit stárnutí?

Pokud máme dostatečné údaje, psy s lidmi opravdu můžeme srovnávat. Mladí psi se co do stavu epigenetických značek nejvíce podobají mladým lidem, staří psi seniorům. Důležité milníky v životě psa – například růst zubů, puberta, nebo závěr života – rovněž odpovídají co do charakteru epigenetických značek stejným milníkům u člověka.

Epigenetické změny během psího života přímočaře neodpovídají změnám u lidí. Jinými slovy, psi stárnou oproti člověku v některých částech svého života rychleji a v jiných pomaleji.

Ve srovnání s lidmi se vyvíjejí výrazně rychleji zejména v prvních měsících svého života. Podobné zjištění dobře odpovídá antropologickým teoriím zdůrazňujícím neobvykle dlouhé lidské dětství a dospívání vynucené velkým mozkem a komplexním sociálním životem v kulturním prostředí.

Pes dosahuje pohlavní dospělosti v pouhých několika měsících a podobně kvaltuje i poté. V roce stav jeho epigenetických značek odpovídá třicetiletému člověku a zhruba ve čtyřech letech odpovídají epigenetické značky stavu u padesátiletého lidského jedince. Ve stejném věku však psí stárnutí prudce šlape na brzdu.

V šesti šedesátník

Během následujících let se psi z epigenetického hlediska naopak mění daleko pomaleji, než by odpovídalo prostému převodu 1 rok u člověka = 7 let u psa. V šesti letech se psi z epigenetického hlediska podobají šedesátníkovi, v devíti člověku před sedmdesátkou. Teprve ve čtrnácti dosahují stavu u člověka po sedmdesátce a dál se mění velmi pomalu.

Podobné zjištění by mohlo vysvětlovat pozorování, že se většina psů dožívá okolo 12 let, nemalé množství se ale přiblíží dvacítce – takřka dvojnásobku. Podobný stav by nastal, kdyby lidé po sedmdesátce už takřka nestárli. Riziko jejich úmrtí by zůstávalo vysoké, malá část z nich by se ale mohla dožít opravdu metuzalémského věku.

Stejné postupy můžeme v menší míře použít i pro srovnání (lidí či psů) s myšmi. Jak vědci zjistili, epigenetické značky, které se s věkem mění u všech třech druhů podobně, ovlivňují funkce související s tělesným vývojem, nervovými buňkami, bílými krvinkami či metabolismem nukleových kyselin.

Není bez zajímavosti, že postupy prodlužující u myší život zpomalovaly také změny epigenetických značek. Určité postupy, jako například hladovění, nebo nasazení určitých léků, proto očividně zpomalují individuální vývoj na všech úrovních a mohli bychom je nasadit i u lidí.

Epigenetické srovnání různých živočišných druhů ale nabízí daleko víc – například cílené testování léků určených pro různě staré jedince, detekci fyziologického věku, nebo výzkum evoluce životních strategií.

Celý výzkum přináší další důkaz, že v evoluci nehrají klíčovou roli pouze geny, ale také způsoby, jak je zástupci různých druhů během svého života používají.

Zdroj: Wang, T, Ma, J, Hogan, AN, ... & Ostrander EA (2019): Quantitative translation of dog-to-human aging by conserved remodeling of epigenetic networks. bioRxiv, online.