El perfil multiòmic d’una dona que tenia 116 anys d’edat (Gerontologia mediterrània, 39/2025)

Maria Branyas Morera es va morir a Olot el 19 d’agost del 2024. El 4 de març havia complert 117 anys, i l’any anterior un grup de científics coordinat per Manel Esteller havia emprès la tasca d’obtindre’n un perfil (epi)genòmic, transcriptòmic, metabolòmic, proteòmic i microbiòmic. Eloy Santos-Pujol és el primer autor de l’article que presenta les conclusions d’aquest estudi a Cell Reports Medicine. Ens diuen que hi han trobat tota una sèrie de marcadors d’envelliment, però constaten l’absència de les principals malalties associades a l’edat. La longevitat de M116, com la denominen en l’estudi, podria atribuir-se a variants genètics resilients, però també a un perfil metabòlic indicatiu d’un baix grau d’inflamació. El perfil bacteriòmic i epigenòmic de M116 eren propis d’una persona més jove. Hom anomena ‘supercentenari’ a les persones que depassen els 110 anys, cosa que M116 va fer el març del 2017. Com molts altres ‘supercentenaris’ M116 tenia una relativa bona salut, com si representés un ‘envelliment saludable’. Santos-Pujol fan un estudi multiòmic en el sentit que combinen genoma (conjunt de gens), transcriptoma (conjunt d’ARNm), metaboloma (conjunt de metabòlits), proteoma (conjunt de proteïnes), microbioma (conjunt de microorganismes comensals) i epigenoma (conjunt de modificacions d’ADN que no n’afecten la seqüència nucleotídica). Comparen els resultats de M116 amb la de cohorts semblants. Hi troben signes d’envelliment: escurçament telomèric, població anormal de limfòcits B, hematopoiesi clonal. Ara bé, M116 no presentava les malalties típiques de la gent gran, i això podria explicar-se per variants genètiques rares (en el context europeu), un baix nivell d’inflamació, un bacterioma rejovenit, i un epigenoma més jove que l’indicat per l’edat cronològica. Santos-Pujol et al. dedueixen una sèrie de biomarcadors d’envelliment saludable, i una sèrie d’estratègies per augmentar l’esperança de vida. És clar que aquests suggeriments no són gaire sòlids sense l’expansió de les cohorts amb dades multiòmiques i la realització d’estudis prospectius longitudinals que posin a prova intervencions anti-envelliment concretes.

Santos-Pujol et al. feren un estudi exhaustiu de mostres de ‘M116’, una dona de 116 anys d’edat. Ara reporten la troballa de trets de persona més jove: un genoma protector, un perfil cardiometabòlic favorable, un baix grau d’inflamació, una resposta immune eficient, un microbioma beneficiós, un rellotge epigenètic desaccelerat. Alhora, hi trobaren senyals d’envelliment, com l’escurçament telomèric, les mutacions hematopoiètiques clonals i els limfòcits B associats a l’edat. La dona, al capdavall, només va viure un any més.

Qui era M116?

L’estudi de Santos-Pujol et al. denomina l’individu estudiat M116. El 17 de gener del 2023 era designada com la persona viva més gran verificada segons el Gerontology Research Group. Es va morir el 19 d’agost del 2024 a l’edat de 117 anys i 168 dies. Era una dona blanca nascuda el 4 de març del 1907 a San Francisco, California, filla de pares catalans, que establiren residència a Catalunya quan ella tenia 8 anys.

Actualment, a Catalunya l’esperança de vida de les dones és de 86 anys. Això comporta que hi hagi una fracció significativa de persones de més de 100 anys (centenaris), però els majors de 110 anys (supercentenari) són encara tota una raresa. En el 2023, M116 tenia, doncs, 30 anys més que l’esperança de vida de les dones catalanes.

Els supercentenaris són un grup demogràfic d’interès pel que fa als mecanismes de l’envelliment i de la longevitat. En un sentit contrari ho són les persones que pateixen síndromes d’envelliment prematur, com la progèria de Hutchinson-Gilford o la síndrome de Werner.

Santos-Pujol et al. desenvoluparen una anàlisi multiòmica enfocada a M116. Això implicava aconseguir un paisatge genòmic, transcriptòmic, metabolòmic, proteòmic, microbiòmic i epigenòmic de diferents teixits. Els resultats obtinguts s’haurien de comparar amb poblacions no-supercentenàries (és a dir, menors de 110 anys).

El primer que remarquen Santos-Pujol et al. és que M116, tot i presentar indicadors propis d’un edat extremadament avançada, no exhibia indicadors de mala salut. Així doncs, caldria distingir entre l’envelliment fisiològic i les patologies associades a l’envelliment.

Variants genètiques relacionades a l’aptitud immune, la funció mitocondrial eficient, la retenció cognitiva, la cardioprotecció i la longevitat

Santos-Pujol et al. obtingueren quatre tipus de mostres de M116:
– sang perifèrica total.
– saliva.
– orina.
– femtes.

La majoria d’anàlisis es realitzaren en la mostra sang extreta quan M116 tenia 116 anys i 74 dies.

El cariotip simple de M116 no mostrava cap alteració cromosòmica grossa.

L’anàlisi d’hibridació in situ per fluorescència quantitativa d’alt rendiment (HT-Q-FISH) específica de telòmers es fa amb la combinació de tinció DAPI (d’ADN) i de la sonda telomèrica (TTAGGG), donant lloc a imatges visualitzables per microscòpia confocal. La comparació de M116 amb dues mostres controls permetia de constatar que M116 tenia la longitud telomèrica mitjana més curta, amb un valor de poc més de 8 kb. El 40% dels telòmers de M116 eren per sota del percentil 20. Els telòmers són les regions terminals dels cromosomes. Actuen veritablement com un rellotge cromosòmic d’envelliment, i Santos-Pujol et al. consideren que l’escurçament telomèric és indicatiu de l’envelliment fisiològic, més enllà d’altres processos associats a l’edat com la neurodegeneració, la diabetis, etc. L’escurçament telomèric tan marcat, gosen dir Santos-Pujol et al., explicaria que M116 no tingués cap càncer diagnosticat: uns telòmers tan curts limitarien la capacitat replicativa de qualsevol cèl·lula maligna.

Les variants estructurals (SVs) cromosòmiques no es poden detectar sempre en un cariotip regular, però sí amb un mapatge genòmic òptic (OGM). Santos-Pujol et al. identificaren en M116 la presència de deu SVs rares. Les SVs més grans eren una deleció de 3312,4 kb en el cromosoma 4 i una deleció de 93,5 kb en el cromosoma 17.

La seqüenciació genòmica completa (WGS) de M116 permeté la identificació de 3,8 milions de variants mononucleotídiques (SNVs). Es consideren variants rares aquelles que tenen una freqüència al·lèlica per sota de 0,015 en les poblacions europees. Amb aquest filtratge, Santos-Pujol et al. classificaren 91.666 variants d’interès (VOIs), que afectaven 25.146 gens.

Santos-Pujol et al. compararen el genoma de M116 amb un control format per 75 dones ibèriques del ‘1000 Genomes Project’. Identificaren 7 variants homozigòtiques en el genoma M116, que afectaven 16 gens codificadors de proteïnes i 3 gens no-codificadors. Cap d’aquestes variants homozigòtiques rares es trobaven en la població europea control. Entre els gens afectats hi havia DSCAML1, MAP4K3, TSPYL4 i NT5DC1.

L’anàlisi de categories funcionals sobre les variants rares del genoma de M116 indicava una afectació de la funcionalitat glial, de la resposta a l’estradiol, de la diferenciació de limfòcits T en el timus, de la resposta a bacteris, de la regulació de processos virals o de la senyalització mediada per la interacció antigen-receptor. Entre els gens afectats per les VOI n’hi havia de pleiotròpics implicats en diversos sistemes, però especialment en el sistema immune. També hi havia un enriquiment de categories com la morfogènesi de septe atrial o la fibrosi miocàrdica. Una de les variants rares afectava el gen TIMELESS, de reparació d’ADN. També hi havia variants vinculades a la funció mitocondrial (gens ND5, COX1, MTG2, MTCH2 i MRPS9.

Cèl·lules mononuclears de sang perifèrica (PBMCs) de M116 foren aïllades per tal d’estudiar-ne el potencial de membrana mitocondrial i els nivells d’ió superòxid. Els marcadors superaven els de dones més joves.

Tot plegat és indicatiu de la presència en M116 d’una combinació de variants rares en múltiples gens i múltiples processos que promogueren la seva longevitat.

Hematopoiesi clonal, expansió de cèl·lules B associades a l’edat, baixa inflamació i metabolisme lipídic eficient

La mostra de sang de M116 mostrava l’hematopoiesi clonal relacionada amb l’edat. Aquest fenomen consisteix en el fet que tan sols un nombre reduït de cèl·lules hematopoiètiques contribueixen a la formació de noves cèl·lules sanguínies. Aquesta clonalitat s’associa amb tumors mieloides i amb la promoció de malaltia cardiovascular. En aquests clons M116 apareixen mutacions en els gens SF3B1 i TET2. No obstant, M116 no presenta al llarg de la seva vida cap procés tumorigènic ni cap malaltia cardiovascular.

L’aplicació de scRNA-seq sobre els PBMCs de M116 permet la identificació de les principals poblacions limfoides i mieloides. Així Santos-Pujol et al. constataren l’expansió de les cèl·lules B associades a l’edat (ABCs), amb alta expressió de gens com SOX5 i FCRL2, però també de MYC.

Les proporcions de cèl·lules immunitàries de M116 foren comparades amb les d’altres individus de diferents edats (des de joves de 25 anys fins a altres supercentenaris). Amb l’edat hi ha una caiguda en la representació de limfòcits T reguladors i naive, de manera que acaben per dominar els limfòcits T efectors, de memòria i citotòxics. El perfil transcriptòmic de M116 és semblant al del grup jove en termes de marcadors d’autofàgia.

L’anàlisi metabolòmic de la sang perifèrica permet obtindre un perfil lipídic, lipoproteic, glicoproteic i de metabòlits de baix pes molecular. Això fou comparat amb 6.022 individus de dues cohorts de població espanyola. El perfil metabolòmic de M116 era el típic que s’associa a una vida saludable i a una edat avançada. El metabolisme lipídic era altament eficient: baixos nivells de colesterol i triglicèrids associats a LDL i un valor molt alt de colesterol associat a HDL. Un tret típic d’edat avançada sí que era present en M116: el baix nivell de glicina, histidina, valina i leucina, i l’alta concentració de lactat i creatinina.

L’anàlisi proteòmica de vesícules extracel·lulars (ECVs) de M116 en la mostra de sang fou comparada amb la 4 de dones post-menopàusiques de 49 a 65 anys d’edat. En 231 proteïnes hi havia diferències significatives d’expressió, que es poden classificar en vuit grups funcionals: coagulació, sistema immune, metabolisme lipídic, apoptosi, processament de proteïnes, detoxificació cel·lular, adhesió cel·lular i regulació d’ARNm. En general, el perfil proteòmic de ECVs de M116 indicava una resposta inflamatòria reduïda i un augment del transport de lípids i de colesterol. Un indicador negatiu en M116 era l’alt nivell de la proteïna SAA1 en ECVs, marcadors associat a la malaltia d’Alzheimer. Tot i amb tot, M116 mai no mostrà indicis de cap malaltia neurodegenerativa.

L’anàlisi integrada de dades transcriptòmiques amb scRNA-seq de M116 revelava, en comparació amb no-supercentenaris, l’expressió diferencial de 21 gens. Hi havia en M116 una sobreexpressió relativa de gens d’immunoglobulina G (IGHG2 i IGHG4), possiblement vinculats a una memòria immunològica eficient.

Els rellotges microbiòmics i epigenòmics

La microbiota fecal de M116 fou estudiada amb anàlisi de 16S rDNA. Els resultats foren comparats amb els 445 mostres control de 250 homes i 195 homes de 61-91 anys d’edat. La microbiota fecal de M116 era relativament diversa segons l’índex alfa de Shannon. Mostrava una major abundància relativa d’Actinobacteriota, atribuïble a Bifidobacteriaceae i, en particular, a Bifidobacterium. Santos-Pujol et al. recorden que M116 menjava 3 iogurts diaris des de feia 20 anys. Per contra, a la microbiota fecal de M116 hi havia nivells baixos de Proteobacteria, de Verrucomicrobiota i de Clostridium. Santos-Pujol et al. també recorden que M116 seguia una dieta mediterrània.

L’anàlisi de la mostra de sang M116 pel que fa als nivells de metilació de les seqüències CpG de 850.000 loci genètics fou comparada amb la de 81 individus control de 21 a 78 anys d’edat. Hi havia una metilació diferencial en 69 llocs CpG, dels quals 18 eren situats en illes CpG. Dels 69 llocs, 23 eren situats en regions reguladores 5’. En 47 dels 69 loci hi havia una hipometilació. La hipometilació de l’ADN és un tret distintiu de l’envelliment humà.

La hipometilació observada en M116 s’associa amb una menor expressió de gens com EGFL7 i ADCY3.

Santos-Pujol et al. no observen una hipometilació en M116 pel que fa a les famílies de repeticions LINE-1, ALU i ERV. Ans al contrari, M116 hi reté la hipermetilació a un nivell superior a la majoria de gent més jove.

Els rellotges epigenètics basats en la metilació diferencial d’ADN indicaven que M116 tenia una edat biològica molt més jove que la cronològica. Això es constatà en els tres teixits analitzats. També s’hi constava amb l’ús de metilació de CpG de l’ADN ribosomal. Santos-Pujol et al. calculen que l’edat epigenètica de M116 era de 93 anys. És com si el secret d’arribar a 116 anys, fos que les cèl·lules del cos es comportin com les d’una persona que no ha arribat encara a 100 anys.

Els factors darrera de la longevitat de M116

Santos-Pujol et al. ens ofereixen factors innats i adquirits que explicarien la longevitat de M116. D’entrada M116 disposava d’un genoma resilient, portador de variants potencialment beneficioses, i que alhora excloïa variants perjudicials. Així doncs alguns al·lels pro-longevitat es trobaven homozigosi (p.ex. al gen APOE), com també variants associades a la protecció cardiovascular, la salut cerebral, el sistema immunitari o la fosforilació oxidativa mitocondrial. En alguns casos són variants genètiques rares.

Entre els factors adquirits, Santos-Pujol et al. citen l’hàbit de fer un alt consum de iogurts. També hi havia una dieta mediterrània, moderada en calories, i limitada en nutrients com ara la metionina.

Ací trobem una primera proposta pro-envelliment saludable, la d’una intervenció metabòlica. Això inclou agents que imiten la restricció calòrica, inhibidors de mTOR (com els rapalogs) o la metformina. Però Santos-Pujol et al. també citen els beneficis de l’activitat física, fins i tot de la de baixa intensitat si es fa ben estructurada.

Santos-Pujol et al. també citen el potencial de fàrmacs protectors de telòmers. Més complicat seria el joc de la metilació d’ADN o de la metilació d’histones.

Potser la conclusió més rellevant de l’estudi és que hom pot fer-se vell en termes de telòmers o de clonalitat hemopoiètica, sense haver de passar per pèrdues funcionals patològiques.

Lligams:

– The multiomics blueprint of the individual with the most extreme lifespan. Eloy Santos-Pujol ∙ Aleix Noguera-Castells ∙ Marta Casado-Pelaez ∙ Carlos A. García-Prieto ∙ Claudia Vasallo ∙ Ignacio Campillo-Marcos ∙ Carlos Quero-Dotor ∙ Eva Crespo-García ∙ Alberto Bueno-Costa ∙ Fernando Setién ∙ Gerardo Ferrer ∙ Veronica Davalos ∙ Elisabetta Mereu ∙ Raquel Pluvinet ∙ Carles Arribas ∙ Carolina de la Torre ∙ Francisco Villavicencio ∙ Lauro Sumoy ∙ Isabel Granada ∙ Natalie S. Coles ∙ Pamela Acha ∙ Francesc Solé ∙ Mar Mallo ∙ Caterina Mata ∙ Sara Peregrina ∙ Toni Gabaldón ∙ Marc Llirós ∙ Meritxell Pujolassos ∙ Robert Carreras-Torres ∙ Aleix Lluansí ∙ Librado Jesús García-Gil ∙ Xavier Aldeguer ∙ Sara Samino ∙ Pol Torné ∙ Josep Ribalta ∙ Montse Guardiola ∙ Núria Amigó ∙ Oscar Yanes ∙ Paula Martínez ∙ Raúl Sánchez-Vázquez ∙ Maria A. Blasco ∙ Jose Oviedo ∙ Bernardo Lemos ∙ Julia Rius-Bonet ∙ Marta Torrubiano ∙ Marta Massip-Salcedo ∙ Kamal A. Khidir ∙ Thong Huy Cao ∙ Paulene A. Quinn ∙ Donald J.L. Jones ∙ Salvador Macip ∙ Eva Brigos-Barril ∙ Mauricio Moldes ∙ Fabio Barteri5 ∙ Gerard Muntané ∙ Hafid Laayouni ∙ Arcadi Navarro ∙ Manel Esteller. Cell Reports Medicine 102368 (2025).