Naukowcy opracowali zegar androgenowy - nowy predyktor epigenetyczny, który może z dużą dokładnością mierzyć długoterminową ekspozycję na androgeny u owiec i myszy. To odkrycie ma ogromny potencjał w wielu dziedzinach, w tym w opiece zdrowotnej, rolnictwie i wykrywaniu nadużyć sterydów.

Zegar androgenowy działa poprzez analizę metylacji DNA w specyficznym miejscu w genomie zwanym cg21524116. To miejsce wykazuje stopniową utratę metylacji wraz z wiekiem, ale tylko u samców. U samic i kastrowanych samców poziom metylacji pozostaje wysoki. Naukowcy odkryli, że ta utrata metylacji jest bezpośrednio związana z działaniem androgenów, hormonów płciowych męskich.

Aby zmierzyć poziom metylacji w cg21524116, naukowcy wykorzystali technikę sekwencjonowania amplikonów z użyciem bisulfitu z kodami kreskowymi (BBA-seq). Ta metoda jest szybka, niedroga i pozwala na jednoczesną analizę setek próbek.

Naukowcy przetestowali zegar androgenowy na różnych modelach zwierzęcych.

• U owiec kastrowanych zegar androgenowy całkowicie się zatrzymał, co potwierdza, że do jego działania niezbędne są androgeny.
• U samic myszy, którym podawano syntetyczne androgeny, zegar androgenowy przyspieszył, wskazując na to, że jest on wrażliwy na poziom androgenów.
• Co ważne, u myszy z genetycznie usuniętym receptorem androgenowym, zegar androgenowy nie działał, nawet po podaniu androgenów.

Te wyniki dowodzą, że zarówno androgeny, jak i receptor androgenowy są niezbędne do działania zegara androgenowego. Zegar androgenowy różni się od tradycyjnych zegarów epigenetycznych, które mierzą wiek biologiczny, tym, że można nim w pełni manipulować za pomocą bodźców zewnętrznych. Ta cecha czyni go wyjątkowo cennym narzędziem do badania mechanizmów starzenia i jego związku z epigenetyką.

Potencjalne zastosowania zegara androgenowego są szerokie i obejmują:

• Opiekę zdrowotną: Podwyższony poziom androgenów jest związany z wieloma chorobami, takimi jak zespół policystycznych jajników (PCOS), wrodzony przerost nadnerczy, akromegalia i nowotwory. Zegar androgenowy mógłby służyć jako narzędzie do wczesnego wykrywania tych chorób, oceny ryzyka ich rozwoju oraz monitorowania skuteczności leczenia.
• Rolnictwo: Zegar androgenowy może być wykorzystywany do oceny i weryfikacji jakości mięsa. Mięso od starszych, nienarusconych samców często ma niepożądany smak i zapach, zwane "smrodem barana" lub "knura". Zegar androgenowy mógłby pomóc w identyfikacji takich zwierząt. Ponadto, zegar androgenowy mógłby być wykorzystywany do wykrywania nielegalnego stosowania syntetycznych androgenów u zwierząt gospodarskich.
• Wykrywanie nadużyć sterydów: Sportowcy i zwierzęta biorące udział w wyścigach czasami otrzymują syntetyczne androgeny w celu zwiększenia masy mięśniowej i poprawy wyników. Zegar androgenowy mógłby pomóc w wykrywaniu takich nadużyć, ponieważ ślady po ekspozycji na androgeny pozostają w metylacji DNA.

Mimo że zegar androgenowy jest obiecującym narzędziem, istnieją pewne ograniczenia, które należy wziąć pod uwagę. Potrzebne są dalsze badania, aby lepiej zrozumieć związek między dawką androgenów, czasem ekspozycji a zmianami metylacji DNA. Niewiadome jest również, jak na zegar androgenowy wpływają wahania poziomu androgenów, np. w przypadku sezonowych zmian hormonalnych.

Naukowcy planują dalsze badania nad zegarem androgenowym, w tym również badania na ludziach. Jeśli zegar androgenowy okaże się równie skuteczny u ludzi, jak u owiec i myszy, może zrewolucjonizować wiele dziedzin medycyny i rolnictwa.

Źródło:

V.J. Sugrue, M. Prescott, K.A. Glendining, D.M. Bond, S. Horvath, G.M. Anderson, M. Garratt, R.E. Campbell, T.A. Hore, The androgen clock is an epigenetic predictor of long-term male hormone exposure, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (3) e2420087121, https://doi.org/10.1073/pnas.2420087121 (2025).