Sådan bestemmer du biologisk alder og stressmodstand ved hjælp af svedanalyse

Kronologisk alder siger ikke meget om kroppens faktiske tilstand: To personer på samme alder kan være radikalt forskellige med hensyn til udholdenhed, risici og respons på behandling. Et team bestående af ETH Zürich, Empa, Caltech og Universitetshospitalet i Basel lancerer projektet AGE RESIST (AGE clock for RESIlience in SweaT): Forskere ønsker at lære, hvordan man præcist og nemt kan vurdere biologisk alder og "resiliens" (modstandsdygtighed over for stress og belastning) baseret på molekyler i sved, der kontinuerligt indsamles af bærbare sensorer. Ideen er at omdanne komplekse laboratoriepaneler til et praktisk "aldersur" på huden for at personliggøre medicinske beslutninger og reducere bivirkningerne af behandlingen. Projektet er finansieret af Swiss National Science Foundation (SNSF).

Baggrund for undersøgelsen

Kalenderalder (kronologisk alder) er en dårlig indikator for kroppens faktiske tilstand - udholdenhed, sårbarhed over for sygdom og tolerance over for behandling. Derfor har biologiske alders-"ure" udviklet sig hurtigt i de senere år. Men mange af dem er afhængige af dyre laboratoriepaneler (blod, "omics"), giver resultater episodisk og har ikke altid vist klinisk merværdi. På denne baggrund tilbyder AGE RESIST-projektet (ETH Zürich, Empa, Caltech, Universitetshospitalet Basel) en anden måde: at søge efter nye biomarkører i sved og aflæse dem kontinuerligt med bærbare sensorer for at vurdere ikke kun "alder", men også robusthed - modstandsdygtighed over for stress og restitutionsrate. Denne "ur"-tilgang er udtænkt som et værktøj til at personliggøre terapi: at vælge intensiteten af interventioner til patientens faktiske fysiske tilstand og derved reducere bivirkninger. Projektet er finansieret af Swiss National Science Foundation (SNSF).

Hvorfor svede? Det giver et bekvemt indblik i fysiologi: elektrolytter, metabolitter, stress- og inflammationsmarkører, der kan måles uden nåle og i realtid. Hud-interface-platforme har udviklet sig dramatisk i de senere år med fleksible elektrokemiske plastre, mikrofluidiske samlere og flertimers sensorer, der er i stand til at spore analytdynamik, ikke kun statiske værdier. Dette er vigtigt for modstandsdygtighed: det er ikke så meget absolutte koncentrationer, der forudsiges, men profilen af responsen på varme/belastning og formen af "restitutionskurven" i forbindelse med puls, respiration og kernetemperatur.

Hos AGE RESIST bliver denne idé ført ud i livet: teamet udvikler en bærbar svedsensor, tester prototyper i et klimakammer og kombinerer molekylære signaler med fysiologi (puls, respirationsfrekvens, kernetemperatur osv.) for at træne en alder+modstandsdygtighedsmodel. Projektet ledes af Noé Brasier (ETH Zürich); på Empa-siden er Simon Annaheim ansvarlig for den sensoriske afdeling. Det forventede resultat er en bekvem "aldersskala" for klinikken, der hjælper med at planlægge behandling og rehabilitering baseret på fysiologisk alder snarere end pasalder.

Konteksten er bredere end ét projekt: klassiske "ure" - epigenetiske, transkriptomiske, proteomiske - udvikler sig hurtigt, men i 2024-2025 diskuteres deres begrænsninger og "rekalibrering" (afhængighed af blodlegemernes sammensætning, rekonfiguration af modeller til forskellige populationer, bærbarhed til klinikken) aktivt. Ideen om sved-/bærbare "ure", der først systematisk blev foreslået i den akademiske dagsorden tilbage i 2023, lukker netop kløften mellem laboratoriebiomarkører og hverdagsovervågning: den søger at indfange den dynamiske side af aldring - systemets evne til at reagere på en udfordring og komme sig.

Hvordan det vil fungere

Forskerne udvikler en bærbar svedsensor, der samtidig aflæser nye molekylære biomarkører og kombinerer dem med fysiologiske parametre (puls, respirationsfrekvens, kernetemperatur osv.). Ifølge Simon Annaheim fra laboratoriet for biomimetiske membraner og tekstiler (Empa) muliggør hudsensorernes præcision kontinuerlige, pålidelige data om kroppens tilstand. Holdet tester prototyper i et klimakammer, hvor varme og belastning kan doseres. Baseret på disse datastrømme vil en "urværks"-algoritme blive trænet, der forbinder evnen til at håndtere belastning og restituere med biologisk alder og robusthed.

Hvem står bag projektet, og hvad vil det ændre?

Initiativtager er Dr. Noé Brazier (ETH Zürich, Institut for Translationel Medicin); projektet involverer kliniske, sensoriske og materialespecialister fra hospitalerne i ETH, Empa, Caltech og Basel. Hvis "uret" viser reproducerbarhed og prædiktiv værdi, kan det bruges til at vælge intensiteten af terapi og rehabilitering baseret på "fysiologisk" alder i stedet for et pas - fra onkologi og kardiologi til ortopædi og geriatri. Ideelt set reducerer dette "overbehandling", bivirkninger og mistede chancer for rettidig intervention.

Rekruttering af frivillige: Hvad deltagerne vil opleve

Rekruttering til et pilotstudie er i øjeblikket i gang. De søger mænd og kvinder, der er villige til at gennemføre ~1 times motion, i aldersgruppen 44-54 eller 60-70 år, med et BMI < 30 og flydende tysk eller engelsk. Deltagelsen koster: fysisk konditionsvurdering (spiroergometri), biologisk aldersvurdering, blodprøveresultater og kompensation på 200 CHF (inklusive rejseudgifter). Studiestedet er Empa, St. Gallen. Proceduren omfatter tre besøg (~6 timer i alt): screening; hovedbesøget med cykeltræning ved let opvarmning og pauser (sved måles, mens parametre registreres med ikke-invasive sensorer); et afsluttende kort besøg for at kontrollere fjernelse af sensorkapslen til overvågning af temperaturen i "kernen". Dataene er fortrolige; der loves ingen medicinsk fordel til deltagerne.

Hvorfor svede?

Sved er et "vindue" til stofskiftet: det indeholder elektrolytter, metabolitter, inflammations- og stressmarkører, som kan måles kontinuerligt og uden nåle. I modsætning til episodiske blodprøver giver sved fra bærbare sensorer dynamik - hvordan kroppen reagerer på en stimulus (varme, belastning), og hvor hurtigt den kommer sig. For et "alderur" er det ikke kun "hvor mange" molekyler ad gangen, der er vigtigt, men også responsprofilen: amplituden, hastigheden og formen af genopretningskurven. I forbindelse med puls, respiration og kernetemperatur bliver dette til et digitalt "portræt" af modstandsdygtighed - nøglen til personlig behandling.

Hvad måles der præcist, og hvordan fortolkes det?

I pilotprojektet sammenligner holdet:

• Molekyler i sved: et nyt sæt kandidatbiomarkører for biologisk alder og stressrespons.
• Fysiologi: Puls, respiration, kernetemperatur (via slugt sensorisk kapsel), hudparametre.
• Udholdenhed og "varmemodstand": termisk kontrolleret cykling og restitution.
  Dataene limes derefter sammen til en aldersmodstandsmodel, der valideres på tværs af aldersgrupper og gentagelser. Målet er et værktøj med klinisk merværdi, der er let at bruge og forstå for klinikere.

Hvor dette kan være nyttigt i morgen

• Interventionsplanlægning. Vurdering af den "fysiologiske" alder og reserve før operation eller intensiv behandling for mere præcist at dosere risikoen.
• Genoptræning og sportsmedicin. Overvåg robusthed over tid, juster belastninger i tide og overvåg overbelastning.
• Geriatrik og kroniske sygdomme: Identificer 'huller' i modstandsdygtighed længe før kliniske hændelser og personliggør behandlingen.

Kort sagt - det vigtigste

• AGE RESIST søger efter biomarkører for biologisk alder og modstandsdygtighed i sved og træner bærbare sensorer til at "læse" dem kontinuerligt.
• Projektet ledes af ETH Zürich, Empa, Caltech og Basel-klinikkerne og er finansieret af SNSF. Målet er et aldersbestemt "ur" til personlig medicin.
• I pilotprojektet - 3 besøg, cyklisk belastning ved blød varme, sensorisk kapsel til kernetemperatur, kompensation 200 CHF.

Kilde: Empas side om AGE RESIST -projektet.