Как определить биологический возраст и устойчивость к стрессу по анализу пота

Хронологический возраст мало что говорит о реальном состоянии организма: двое «одногодок» могут радикально отличаться по выносливости, рискам и ответу на лечение. Команда ETH Zürich, Empa, Caltech и Университетской больницы Базеля запускает проект AGE RESIST (AGE clock for RESIlience in SweaT): учёные хотят научиться точно и просто оценивать биологический возраст и «резилентность» (устойчивость к нагрузкам и стрессу) по молекулам в поте, которые непрерывно собирают носимые сенсоры. Идея - превратить сложные лабораторные панели в удобный «часы возраста» на коже, чтобы персонализировать медицинские решения и снижать побочные эффекты лечения. Проект финансирует Швейцарский национальный научный фонд (SNSF).

Фон исследования

Календарный (хронологический) возраст плохо предсказывает реальное состояние организма - выносливость, уязвимость к болезням и переносимость лечения. Потому в последние годы бурно развиваются «часы» биологического возраста. Но многие из них опираются на дорогие лабораторные панели (кровь, «омики»), дают результат эпизодически и пока не всегда доказали клиническую добавочную ценность. На этом фоне проект AGE RESIST (ETH Zürich, Empa, Caltech, Университетская больница Базеля) предлагает иной путь: искать новые биомаркёры в поте и считывать их непрерывно носимыми датчиками, чтобы оценивать не только «возраст», но и резилентность - устойчивость к нагрузкам и скорость восстановления. Такой «часовой» подход задуман как инструмент персонализации терапии: подбирать интенсивность вмешательств под фактическое физическое состояние пациента и тем самым снижать побочные эффекты. Проект финансирует Швейцарский национальный научный фонд (SNSF).

Почему именно пот? В нём - удобное «окно» в физиологию: электролиты, метаболиты, маркёры стресса и воспаления, которые можно снимать без игл и в реальном времени. За последние годы skin-интерфейсные платформы резко продвинулись: появились гибкие электрохимические патчи, микрофлюидные коллекторы и многочасовые сенсоры, способные отслеживать динамику аналитов, а не только статические значения. Это важно именно для резилентности: прогнозируют не столько абсолютные концентрации, сколько профиль отклика на тепло/нагрузку и форму «кривой восстановления» в связке с ЧСС, дыханием и температурой «ядра».

В AGE RESIST эту идею реализуют практически: команда разрабатывает портативный сенсор пота, тестирует прототипы в климатической камере и объединяет молекулярные сигналы с физиологией (частота сердечных сокращений и дыхания, температура «ядра» и др.), чтобы обучить модель «возраст+резилентность». Проект возглавляет Noé Brasier (ETH Zürich); со стороны Empa направление сенсорики курирует Simon Annaheim. Ожидаемый выход - удобная «возрастная шкала» для клиники, помогающая планировать лечение и реабилитацию по физиологическому, а не паспортному возрасту.

Контекст шире одного проекта: классические «часы» - эпигенетические, транскриптомные, протеомные - бурно развиваются, но в 2024-2025 годах активно обсуждают их ограничения и «перекалибровку» (зависимость от состава клеток крови, перенастройка моделей под разные популяции, переносимость в клинику). Идея потовых/носимых «часов», впервые системно предложенная в академической повестке ещё в 2023 году, как раз закрывает разрыв между лабораторными биомаркёрами и повседневным мониторингом: она стремится уловить динамическую сторону старения - способность системы отвечать на вызов и восстанавливаться.

Как это будет работать

Исследователи разрабатывают портативный сенсор пота, который одновременно считывает новые молекулярные биомаркёры и сочетает их с физиологическими параметрами (частота сердечных сокращений и дыхания, ядровая температура и др.). По словам Симона Аннахайма из лаборатории Biomimetic Membranes and Textiles (Empa), точность кожных сенсоров позволяет непрерывно получать надёжные данные о состоянии организма. Команда тестирует прототипы в климатической камере, где можно дозировано задавать тепло и нагрузку. На основе этих потоков данных будет обучаться «часовой» алгоритм, который связывает способность справляться с нагрузкой и восстанавливаться с биологическим возрастом и резилентностью.

Кто за проектом и что он поменяет

Инициатор - д-р Ноэ Бразье (ETH Zürich, Institute of Translational Medicine); в проекте участвуют специалисты по клинике, сенсорике и материалам из ETH, Empa, Caltech и базельских клиник. Если «часы» покажут воспроизводимость и прогностическую ценность, ими можно будет пользоваться для подбора интенсивности терапии и реабилитации по «физиологическому» возрасту, а не по паспорту - от онкологии и кардиологии до ортопедии и гериатрии. В идеале это сокращает «перелечение», побочные эффекты и упущенные шансы на своевременные вмешательства.

Набор добровольцев: что предстоит участникам

Сейчас идёт набор в пилотное исследование. Ищут мужчин и женщин, готовых выполнить ~1 час нагрузки, в возрастных окнах 44-54 или 60-70 лет, с BMI < 30 и свободным владением немецким или английским. За участие - оценка физподготовки (спироэргометрия), оценка биологического возраста, результаты анализов крови и компенсация 200 CHF (с учётом дороги). Площадка исследований - Empa, Санкт-Галлен. Процедура включает три визита (~6 часов суммарно): скрининг; основной визит с велонагрузкой при мягком нагреве и паузами (берут пот, параллельно пишут параметры неинвазивными датчиками); финальный короткий визит - проверить выведение сенсорной капсулы для мониторинга температуры «ядра». Данные конфиденциальны; медицинской пользы участникам не обещают.

Почему именно пот

Пот - это «окно» в метаболизм: в нём есть электролиты, метаболиты, маркёры воспаления и стресса, которые можно снимать непрерывно и без игл. В отличие от эпизодических анализов крови, пот с носимых датчиков даёт динамику - как организм реагирует на стимул (тепло, нагрузку) и как быстро восстанавливается. Для «часов возраста» важно не только «сколько» молекул в моменте, но и профиль отклика: амплитуда, скорость и форма кривой восстановления. В связке с ЧСС, дыханием и ядровой температурой это превращается в цифровой «портрет» резилентности - ключ к персонализации лечения.

Что именно измеряют и как интерпретируют

В пилоте команда сопоставляет:

• Молекулы в поте: новый набор кандидатов-биомаркёров биологического возраста и стресс-ответа.
• Физиологию: ЧСС, дыхание, ядровая температура (через проглатываемую сенсорную капсулу), кожные параметры.
• Выносливость и «теплостойкость»: велонагрузка в контролируемом тепловом режиме и восстановление.
  Затем данные склеивают в модель возраста и резилентности, которую валидируют между возрастными группами и на повторах. Цель - инструмент с клинической добавочной ценностью, удобный и понятный врачам.

Где это может пригодиться уже завтра

• Планирование вмешательств. Оценка «физиологического» возраста и резерва перед операциями или интенсивной терапией, чтобы точнее дозировать риск.
• Реабилитация и спортмедицина. Наблюдать резилентность в динамике, вовремя подкручивать нагрузки и отслеживать перегруз.
• Гериатрия и хронические болезни. Улавливать «провалы» в устойчивости задолго до клинических событий и персонализировать лечение.

Коротко - главное

• AGE RESIST ищет биомаркёры биологического возраста и резилентности в поте и учит носимые датчики «читать» их непрерывно.
• Проект ведут ETH Zürich, Empa, Caltech и клиники Базеля, финансирует SNSF. Цель - возрастные «часы» для персонализированной медицины.
• В пилоте - 3 визита, велонагрузка при мягком тепле, сенсорная капсула для температуры «ядра», компенсация 200 CHF.

Источник: страница Empa о проекте AGE RESIST.