AI-vefklukkur geta metið líffræðilegan aldur einstakra líffæra

Vísindamenn hafa smíðað gervigreindarkerfi sem geta metið hversu gömul einstök líffæri manna eru líffræðilega með því að lesa smásæ mynstur sem eru ósýnileg berum augum. Þetta býður upp á nýja leið til að fylgjast með öldrun og sjúkdómum sem gæti að lokum ekki krafist annars en venjulegrar blóðprufu.

Vefjabygging sem skrá yfir tíma

Rannsóknin, sem birt var í Nature Medicine þann 14. ágúst undir stjórn André Rendeiro, rannsóknarstjóra við CeMM Research Center for Molecular Medicine, greindi 25.712 vefjafræðilegar myndir af 983 einstaklingum úr 40 vefjagerðum frá Genotype-Tissue Expression Project. Með því að nota djúpnámslíkön til að vinna úr um 480 milljónum myndflísa þróaði teymið líffærasértækar vefjaklukkur sem spá fyrir um líffræðilegan aldur með meðalskekkju upp á 4,9 ár.news-medical+2

Aldur reyndist vera sterkasti einstaki þátturinn sem mótar útlit vefja í öllum 40 vefjagerðunum, þrátt fyrir að gervigreindin hafi aldrei verið sérstaklega þjálfuð í að leita að honum. Klukkurnar stóðu sig betur en núverandi DNA-undirstaða aldursmat við að fanga vefjasértæka meinafræði og voru tengdar styttingu telómera, vefjafræðilegum frávikum og byrði langvinnra sjúkdóma.bioengineer+1

Líffæri eldast á mismunandi hraða

Niðurstöðurnar ögra hugmyndinni um að öldrun gangi jafnt yfir. Lungu, nýru, bris og nýrnahettur sýndu merki um hraðari byggingarbreytingar á aldrinum 20 til 40 ára, á meðan legið sýndi áberandi breytingu í kringum tíðahvörf. Nýrnabilun tengdist hraðari öldrunarmerkjum í mörgum vefjum og sykursýki sýndi áberandi áhrif á brisið.news-medical+1

"Það sem stendur upp úr er hversu ólíkt hvert líffæri eldist og hvernig það birtist í vefjabyggingu," sagði Ernesto Abila, annar aðalhöfunda rannsóknarinnar. "Djúpnám gerir okkur kleift að lesa þessi staðbundnu mynstur og fanga öldrun sem byggingarlega endurmótun, ekki bara sameindareki."news-medical

Með því að tengja genatjáningarsnið í blóði við vefjafræðilega afleidd aldursbil í vefjum, smíðuðu vísindamennirnir forspárkerfi sem gætu metið líffærasértækan líffræðilegan aldur út frá blóðsýnum einum saman. Þessi blóðtengdu líkön greindu öldrunarmynstur tengd Alzheimer-sjúkdómi, Crohn-sjúkdómi, sykursýki og heilablóðfalli, þar sem sterkasta Alzheimer-merkið var bundið við heilann.bioengineer+1

Viðbótarrannsókn útskýrir hvers vegna öldrunarklukkur eru mismunandi

Í annarri rannsókn sem birt var í npj Aging skoðuðu vísindamenn undir stjórn T. Em Arpawong við USC Leonard Davis School of Gerontology hvers vegna fimm víða notaðar epigenetic klukkur—Horvath, Hannum, PhenoAge, GrimAge og DunedinPACE—framleiða mismunandi mat á líffræðilegum aldri. Með því að greina blóðsýni frá 3.227 þátttakendum komust þeir að því að hver klukka fylgist með ólíkum líffræðilegum ferlum, allt frá efnaskiptum til ónæmiseftirlits, með nánast engri skörun á genum á milli þeirra.medicalxpress+1

Liðið þróaði nýjar stigagjafir byggðar á genatjáningu sem í mörgum tilfellum spáðu fyrir um heilsufarsniðurstöður, þar á meðal sykursýki, hjartasjúkdóma og dánartíðni, sterkara en upprunalegu klukkurnar.studyfinds+1

"Við komumst að því að mismunandi klukkur fanga mismunandi þætti í líffræði öldrunar," sagði Arpawong. Saman undirstrika rannsóknirnar tvær að líffræðileg öldrun er ekki eitt ferli heldur net líffærasértækra umbreytinga, sem vísindin eru nú að læra að lesa.medicalxpress