Hur man bestämmer biologisk ålder och stresstålighet med hjälp av svettanalys

Kronologisk ålder säger lite om kroppens faktiska tillstånd: två personer i samma ålder kan skilja sig radikalt åt när det gäller uthållighet, risker och respons på behandling. Ett team bestående av ETH Zürich, Empa, Caltech och universitetssjukhuset i Basel lanserar projektet AGE RESIST (AGE clock for RESIlience in SweaT): forskare vill lära sig hur man korrekt och enkelt kan bedöma biologisk ålder och "resiliens" (motståndskraft mot stress och belastning) baserat på molekyler i svett som kontinuerligt samlas in av bärbara sensorer. Tanken är att förvandla komplexa laboratoriepaneler till en bekväm "åldersklocka" på huden för att anpassa medicinska beslut och minska biverkningarna av behandlingen. Projektet finansieras av Swiss National Science Foundation (SNSF).

Bakgrund till studien

Kalenderålder (kronologisk ålder) är en dålig indikator på kroppens faktiska tillstånd – uthållighet, sårbarhet för sjukdomar och behandlingstolerans. Det är därför biologiska åldersklockor har utvecklats snabbt de senaste åren. Men många av dem förlitar sig på dyra laboratoriepaneler (blod, "omik"), ger resultat episodiskt och har inte alltid bevisat kliniskt mervärde. Mot denna bakgrund erbjuder AGE RESIST-projektet (ETH Zürich, Empa, Caltech, Universitetssjukhuset Basel) ett annat sätt: att söka efter nya biomarkörer i svett och kontinuerligt läsa av dem med bärbara sensorer för att bedöma inte bara "ålder" utan även motståndskraft – stresstålighet och återhämtningsgrad. Denna "klock"-metod är tänkt som ett verktyg för att anpassa terapi: att välja intensiteten av interventioner för patientens faktiska fysiska tillstånd och därigenom minska biverkningar. Projektet finansieras av Swiss National Science Foundation (SNSF).

Varför svettas? Det ger ett bekvämt fönster in i fysiologin: elektrolyter, metaboliter, stress- och inflammationsmarkörer som kan mätas utan nålar och i realtid. Hudgränssnittsplattformar har utvecklats dramatiskt de senaste åren, med flexibla elektrokemiska plåster, mikrofluidiska samlare och flertimmarssensorer som kan spåra analytdynamik, inte bara statiska värden. Detta är viktigt för motståndskraft: det är inte så mycket absoluta koncentrationer som förutsägs, utan profilen för responsen på värme/belastning och formen på "återhämtningskurvan" i samband med hjärtfrekvens, andning och kärntemperatur.

På AGE RESIST omsätts denna idé i praktiken: teamet utvecklar en bärbar svettsensor, testar prototyper i en klimatkammare och kombinerar molekylära signaler med fysiologi (puls, andningsfrekvens, kärntemperatur etc.) för att träna en ålder+resiliensmodell. Projektet leds av Noé Brasier (ETH Zürich); på Empa-sidan ansvarar Simon Annaheim för sensorikavdelningen. Det förväntade resultatet är en bekväm "åldersskala" för kliniken, som hjälper till att planera behandling och rehabilitering baserat på fysiologisk ålder snarare än passålder.

Sammanhanget är bredare än ett projekt: klassiska ”klockor” – epigenetiska, transkriptomiska, proteomiska – utvecklas snabbt, men under 2024–2025 diskuteras aktivt deras begränsningar och ”omkalibrering” (beroende på blodkropparnas sammansättning, omkonfigurering av modeller för olika populationer, portabilitet till kliniken). Idén om svett-/bärbara ”klockor”, som först systematiskt föreslogs i den akademiska agendan redan 2023, överbryggar klyftan mellan laboratoriebiomarkörer och vardaglig övervakning: den syftar till att fånga den dynamiska sidan av åldrandet – systemets förmåga att reagera på en utmaning och återhämta sig.

Hur det kommer att fungera

Forskarna utvecklar en bärbar svettsensor som samtidigt läser av nya molekylära biomarkörer och kombinerar dem med fysiologiska parametrar (puls, andningsfrekvens, kärntemperatur etc.). Enligt Simon Annaheim från laboratoriet Biomimetic Membranes and Textiles (Empa) möjliggör hudsensorernas precision kontinuerlig, tillförlitlig data om kroppens tillstånd. Teamet testar prototyper i en klimatkammare där värme och belastning kan doseras. Baserat på dessa dataströmmar kommer en "urverks"-algoritm att tränas som kopplar förmågan att hantera belastning och återhämta sig med biologisk ålder och motståndskraft.

Vilka står bakom projektet och vad kommer det att förändra?

Initiativtagare är Dr. Noé Brazier (ETH Zürich, Institutet för translationell medicin); projektet involverar kliniska, sensoriska och materialspecialister från sjukhusen i ETH, Empa, Caltech och Basel. Om "klockan" visar reproducerbarhet och prediktivt värde kan den användas för att välja intensiteten av behandling och rehabilitering baserat på "fysiologisk" ålder, snarare än ett pass - från onkologi och kardiologi till ortopedi och geriatri. Idealiskt sett minskar detta "överbehandling", biverkningar och missade möjligheter till snabba insatser.

Rekrytering av volontärer: Vad deltagarna kommer att uppleva

Rekrytering till en pilotstudie pågår för närvarande. De söker män och kvinnor som är villiga att genomföra ~1 timmes träning, i åldersintervallet 44-54 eller 60-70 år, med ett BMI < 30 och flytande tyska eller engelska. Deltagandet kostar: fysisk konditionsbedömning (spiroergometri), biologisk åldersbedömning, blodprovresultat och ersättning på 200 CHF (inklusive resekostnader). Studieplatsen är Empa, St. Gallen. Proceduren omfattar tre besök (~6 timmar totalt): screening; huvudbesöket med cykelträning vid försiktig uppvärmning och pauser (svettmätning sker, medan parametrar registreras med icke-invasiva sensorer); ett sista kort besök för att kontrollera att sensorkapseln för övervakning av temperaturen i "kärnan" har tagits bort. Uppgifterna är konfidentiella; ingen medicinsk nytta utlovas för deltagarna.

Varför svettas?

Svett är ett "fönster" in i ämnesomsättningen: den innehåller elektrolyter, metaboliter, inflammations- och stressmarkörer, vilka kan mätas kontinuerligt och utan nålar. Till skillnad från episodiska blodprov ger svett från bärbara sensorer dynamik – hur kroppen reagerar på en stimulus (värme, belastning) och hur snabbt den återhämtar sig. För en "åldersklocka" är det inte bara "hur många" molekyler samtidigt som är viktigt, utan också responsprofilen: amplituden, hastigheten och formen på återhämtningskurvan. I samband med puls, andning och kärntemperatur förvandlas detta till ett digitalt "porträtt" av motståndskraft – nyckeln till personlig behandling.

Vad mäts exakt och hur tolkas det?

I pilotprojektet jämför teamet:

• Molekyler i svett: en ny uppsättning kandidatbiomarkörer för biologisk ålder och stressrespons.
• Fysiologi: Hjärtfrekvens, andning, kärntemperatur (via sväljd sensorisk kapsel), hudparametrar.
• Uthållighet och "värmebeständighet": termiskt kontrollerad cykling och återhämtning.
  Data sammanfogas sedan till en åldersresistensmodell som valideras över åldersgrupper och upprepningar. Målet är ett verktyg med kliniskt mervärde som är lätt att använda och förstå för kliniker.

Där detta kan komma till nytta imorgon

• Interventionsplanering. Bedömning av den "fysiologiska" åldern och reserven före operation eller intensivvård för att mer exakt dosera risken.
• Rehabilitering och idrottsmedicin. Övervaka motståndskraft över tid, justera belastningar i tid och övervaka överbelastning.
• Geriatrik och kroniska sjukdomar: Identifiera "luckor" i motståndskraft långt före kliniska händelser och anpassa behandlingen.

Kortfattat - det viktigaste

• AGE RESIST letar efter biomarkörer för biologisk ålder och motståndskraft i svett och tränar bärbara sensorer att "läsa" dem kontinuerligt.
• Projektet leds av ETH Zürich, Empa, Caltech och Baselklinikerna och finansieras av SNSF. Målet är en åldersspecifik "klocka" för personlig medicin.
• I pilotprojektet - 3 besök, cyklisk belastning vid mjuk värme, sensorisk kapsel för kärntemperatur, kompensation 200 CHF.

Källa: Empas sida om AGE RESIST -projektet.