Biological age is typically estimated using biomarkers whose states have been observed to correlate with chronological age. A persistent limitation of such aging clocks is that it is difficult to establish how the biomarker states are related to the mechanisms of aging. Somatic mutations could potentially form the basis for a more fundamental aging clock since the mutations are both markers and drivers of aging and have a natural timescale. Cell lineage trees inferred from these mutations reflect the somatic evolutionary process, and thus, it has been conjectured, the aging status of the body. Such a timer has been impractical thus far, however, because detection of somatic variants in single cells presents a significant technological challenge. Here, we show that somatic mutations detected using single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) from thousands of cells can be used to construct a cell lineage tree whose structure correlates with chronological age. De novo single-nucleotide variants (SNVs) are detected in human peripheral blood mononuclear cells using a modified protocol. A default model based on penalized multiple regression of chronological age on 31 metrics characterizing the phylogenetic tree gives a Pearson correlation of 0.81 and a median absolute error of ~4 years between predicted and chronological ages. Testing of the model on a public scRNA-seq dataset yields a Pearson correlation of 0.85. In addition, cell tree age predictions are found to be better predictors of certain clinical biomarkers than chronological age alone, for instance glucose, albumin levels, and leukocyte count. The geometry of the cell lineage tree records the structure of somatic evolution in the individual and represents a new modality of aging timer. In addition to providing a numerical estimate of "cell tree age," it unveils a temporal history of the aging process, revealing how clonal structure evolves over life span. Cell Tree Rings complements existing aging clocks and may help reduce the current uncertainty in the assessment of geroprotective trials.
- MeSH
- biologické markery MeSH
- dlouhověkost MeSH
- fylogeneze MeSH
- leukocyty mononukleární * MeSH
- lidé MeSH
- stárnutí * genetika MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Cílem studie byla analýza výsledků provádění screeningu vrozených vad (VV), geneticky podmíněných onemocnění (GPO) plodu a preimplantačního genetického testování embryí (PGT). Metodika: Retrospektivní analýza zdravotních služeb u 2637 těhotných z období leden – prosinec 2022. Výsledky: V rámci screeningu vrozených vad a geneticky podmíněných onemocnění plodu byla u 216 žen zjištěna abnormalita vyžadující další klinický management, u 15 (7 %) z nich byla diagnostikována vrozená vývojová vada plodu (Tab. 2). Z 377 punkcí oocytů provedených v rámci IVF cyklu bylo preimplantační genetické testování (PGT) indikováno ve 48 (12,7 %) případech, u 19 (5 %) případů bylo PGT indikováno na základě geneticky podmíněného onemocnění (GPO) (Tab. 3). Závěr: Screening vrozených vývojových vad a geneticky podmíněných onemocnění umožňuje následné řešení zjištěných patologií pomocí preimplantačního genetického testování embryí při plánování dalšího těhotenství či naplánování adekvátní prenatální diagnostiky v budoucím těhotenství.
The aim of the study was to analyze the results of the screening for birth defects, genetically determined diseases and preimplantation genetic testing of embryos. Methods: Retrospective analysis of health services for 2,637 pregnant women from January-December 2022. Results: In screening for birth defects and genetic fetal diseases, 216 woman were found to have an ab- normality requiring further clinical management, 15 (7%) of them were diagnosed with a congenital fetal developmental defect (Tab. 2). Among 377 ovarian punctions performed within IVF cycle, preimplantation genetic testing (PGT) was indicated in 48 (12.7%) cases and in 19 (5%) cases PGT was indicated on account of a genetic disorder (Tab. 3). Conclusion: screening for congenital developmental defects and genetic diseases allows subsequent mana- gement of the detected pathologies through preimplantation genetic testing of embryos when planning the next pregnancy or planning adequate prenatal diagnosis of future pregnancies.
