Hvordan bestemme biologisk alder og stressmotstand ved hjelp av svetteanalyse

Kronologisk alder sier lite om kroppens faktiske tilstand: to personer på samme alder kan være radikalt forskjellige når det gjelder utholdenhet, risiko og respons på behandling. Et team bestående av ETH Zürich, Empa, Caltech og Universitetssykehuset i Basel lanserer prosjektet AGE RESIST (AGE clock for RESIlience in SweaT): forskere ønsker å lære hvordan de nøyaktig og enkelt kan vurdere biologisk alder og «resiliens» (motstand mot stress og belastning) basert på molekyler i svette som kontinuerlig samles inn av bærbare sensorer. Ideen er å gjøre komplekse laboratoriepaneler om til en praktisk «aldersklokke» på huden for å tilpasse medisinske beslutninger og redusere bivirkningene av behandlingen. Prosjektet er finansiert av Swiss National Science Foundation (SNSF).

Bakgrunn for studien

Kalenderalder (kronologisk alder) er en dårlig indikator på kroppens faktiske tilstand – utholdenhet, sårbarhet for sykdom og toleranse for behandling. Det er derfor biologiske alders-"klokker" har utviklet seg raskt de siste årene. Men mange av dem er avhengige av dyre laboratoriepaneler (blod, "omics"), gir resultater episodisk og har ikke alltid vist klinisk merverdi. På denne bakgrunn tilbyr AGE RESIST-prosjektet (ETH Zürich, Empa, Caltech, Universitetssykehus Basel) en annen måte: å søke etter nye biomarkører i svette og lese dem kontinuerlig med bærbare sensorer for å vurdere ikke bare "alder", men også resiliens – motstand mot stress og restitusjonsrate. Denne "klokke"-tilnærmingen er tenkt som et verktøy for å tilpasse terapi: å velge intensiteten av intervensjoner for pasientens faktiske fysiske tilstand og dermed redusere bivirkninger. Prosjektet er finansiert av Swiss National Science Foundation (SNSF).

Hvorfor svette? Det gir et praktisk innblikk i fysiologi: elektrolytter, metabolitter, stress- og betennelsesmarkører som kan måles uten nåler og i sanntid. Hudgrensesnittplattformer har utviklet seg dramatisk de siste årene, med fleksible elektrokjemiske lapper, mikrofluidiske samlere og flertimers sensorer som er i stand til å spore analyttdynamikk, ikke bare statiske verdier. Dette er viktig for robusthet: det er ikke så mye absolutte konsentrasjoner som forutsies, men profilen til responsen på varme/belastning og formen på «restitusjonskurven» i forbindelse med hjertefrekvens, respirasjon og kjernetemperatur.

Hos AGE RESIST settes denne ideen ut i livet: teamet utvikler en bærbar svettesensor, tester prototyper i et klimakammer og kombinerer molekylære signaler med fysiologi (puls, respirasjonsfrekvens, kjernetemperatur osv.) for å trene en alder+resiliensmodell. Prosjektet ledes av Noé Brasier (ETH Zürich); på Empa-siden er Simon Annaheim ansvarlig for sensorikkavdelingen. Det forventede resultatet er en praktisk «aldersskala» for klinikken, som hjelper til med å planlegge behandling og rehabilitering basert på fysiologisk alder i stedet for passalder.

Konteksten er bredere enn ett prosjekt: klassiske «klokker» – epigenetiske, transkriptomiske, proteomiske – utvikler seg raskt, men i 2024–2025 diskuteres deres begrensninger og «rekalibrering» (avhengighet av blodcellenes sammensetning, rekonfigurasjon av modeller for forskjellige populasjoner, portabilitet til klinikken) aktivt. Ideen om svette-/bærbare «klokker», som først systematisk ble foreslått i den akademiske agendaen tilbake i 2023, tetter gapet mellom laboratoriebiomarkører og hverdagsovervåking: den søker å fange den dynamiske siden av aldring – systemets evne til å reagere på en utfordring og komme seg.

Hvordan det vil fungere

Forskerne utvikler en bærbar svettesensor som samtidig leser nye molekylære biomarkører og kombinerer dem med fysiologiske parametere (puls, respirasjonsfrekvens, kjernetemperatur osv.). Ifølge Simon Annaheim fra laboratoriet Biomimetic Membranes and Textiles (Empa) gir presisjonen til hudsensorene kontinuerlige, pålitelige data om kroppens tilstand. Teamet tester prototyper i et klimakammer hvor varme og belastning kan doseres. Basert på disse datastrømmene vil det bli trent en «urverk»-algoritme som kobler evnen til å takle belastning og restituere med biologisk alder og motstandskraft.

Hvem står bak prosjektet, og hva vil det endre?

Initiativtaker er Dr. Noé Brazier (ETH Zürich, Institutt for translasjonsmedisin); prosjektet involverer kliniske, sensoriske og materialspesialister fra sykehusene i ETH, Empa, Caltech og Basel. Hvis «klokken» viser reproduserbarhet og prediktiv verdi, kan den brukes til å velge intensiteten av terapi og rehabilitering basert på «fysiologisk» alder, snarere enn et pass – fra onkologi og kardiologi til ortopedi og geriatri. Ideelt sett reduserer dette «overbehandling», bivirkninger og tapte muligheter for rettidig intervensjon.

Rekruttering av frivillige: Hva deltakerne vil oppleve

Rekruttering til en pilotstudie er for tiden i gang. De ser etter menn og kvinner som er villige til å gjennomføre ~1 time med trening, i aldersgruppen 44-54 eller 60-70 år, med en BMI < 30 og flytende tysk eller engelsk. Deltakelse vil koste: vurdering av fysisk form (spiroergometri), vurdering av biologisk alder, blodprøveresultater og kompensasjon på 200 CHF (inkludert reiseutgifter). Studiestedet er Empa, St. Gallen. Prosedyren inkluderer tre besøk (~6 timer totalt): screening; hovedbesøket med sykkeltrening ved forsiktig oppvarming og pauser (svette måles, mens parametere registreres med ikke-invasive sensorer); et avsluttende kort besøk for å kontrollere fjerning av sensorkapselen for overvåking av temperaturen i "kjernen". Dataene er konfidensielle; ingen medisinsk fordel er lovet til deltakerne.

Hvorfor svette?

Svette er et «vindu» inn i stoffskiftet: det inneholder elektrolytter, metabolitter, betennelses- og stressmarkører, som kan måles kontinuerlig og uten nåler. I motsetning til episodiske blodprøver gir svette fra bærbare sensorer dynamikk – hvordan kroppen reagerer på en stimulus (varme, belastning) og hvor raskt den gjenoppretter seg. For en «alderklokke» er det ikke bare «hvor mange» molekyler om gangen som er viktig, men også responsprofilen: amplituden, hastigheten og formen på restitusjonskurven. Sammen med hjertefrekvens, respirasjon og kjernetemperatur blir dette et digitalt «portrett» av motstandskraft – nøkkelen til personlig behandling.

Hva måles egentlig, og hvordan tolkes det?

I pilotprosjektet sammenligner teamet:

• Molekyler i svette: et nytt sett med kandidatbiomarkører for biologisk alder og stressrespons.
• Fysiologi: Hjertefrekvens, respirasjon, kjernetemperatur (via svelget sensorisk kapsel), hudparametere.
• Utholdenhet og «varmemotstand»: termisk kontrollert sykling og restitusjon.
  Dataene limes deretter sammen til en aldersmotstandsmodell som valideres på tvers av aldersgrupper og repetisjoner. Målet er et verktøy med klinisk merverdi som er enkelt å bruke og forstå for klinikere.

Hvor dette kan komme til nytte i morgen

• Intervensjonsplanlegging. Vurdering av «fysiologisk» alder og reserve før kirurgi eller intensivbehandling for å dosere risikoen mer nøyaktig.
• Rehabilitering og idrettsmedisin. Overvåk motstandskraft over tid, juster belastninger i tide og overvåk overbelastning.
• Geriatri og kroniske sykdommer: Identifiser «hull» i motstandskraft lenge før kliniske hendelser og persontilpass behandlingen.

Kort sagt - det viktigste

• AGE RESIST ser etter biomarkører for biologisk alder og motstandskraft i svette og trener bærbare sensorer til å «lese» dem kontinuerlig.
• Prosjektet ledes av ETH Zürich, Empa, Caltech og Basel-klinikkene, og er finansiert av SNSF. Målet er en aldersspesifikk «klokke» for personlig tilpasset medisin.
• I piloten - 3 besøk, syklisk belastning ved myk varme, sensorisk kapsel for kjernetemperatur, kompensasjon 200 CHF.

Kilde: Empas side om AGE RESIST -prosjektet.