DI „audinių laikrodžiai“ gali nustatyti atskirų organų biologinį amžių

Tyrėjai sukūrė dirbtinio intelekto sistemas, kurios gali įvertinti biologinį žmogaus organų amžių skaitydamos mikroskopinius, plika akimi nematomus modelius. Tai suteikia naują būdą stebėti senėjimą ir ligas, ateityje galbūt reikalaujantį tik įprasto kraujo tyrimo.

Audinių architektūra kaip laiko įrašas

Rugpjūčio 14 d. žurnale Nature Medicine paskelbtas tyrimas, kuriam vadovavo CeMM Molekulinės medicinos tyrimų centro vyriausiasis tyrėjas André Rendeiro, išanalizavo 25 712 histologinių vaizdų iš 983 asmenų, apimančių 40 audinių tipų iš Genotipo ir audinių ekspresijos projekto. Naudodama gilaus mokymosi modelius maždaug 480 milijonų vaizdų fragmentams apdoroti, komanda sukūrė organams specifinius „audinių laikrodžius“, kurie prognozuoja biologinį amžių su vidutine 4,9 metų paklaida.news-medical+2

Paaiškėjo, kad amžius yra stipriausias veiksnys, formuojantis audinių išvaizdą visuose 40 audinių tipų, nors DI niekada nebuvo specialiai mokytas jo ieškoti. Šie laikrodžiai pranoko esamus DNR pagrįstus senėjimo vertinimo metodus fiksuojant audiniams būdingas patologijas ir buvo susieti su telomerų trumpėjimu, histopatologiniais pakitimais bei lėtinių ligų našta.bioengineer+1

Organai sensta skirtingu tempu

Šios išvados meta iššūkį idėjai, kad senėjimas vyksta tolygiai. Plaučiai, inkstai, kasa ir antinksčiai rodė pagreitėjusius struktūrinius pokyčius tarp 20 ir 40 metų, o gimda rodė ryškų pokytį menopauzės metu. Inkstų nepakankamumas buvo susietas su pagreitėjusio senėjimo signalais įvairiuose audiniuose, o diabetas turėjo ryškų poveikį kasai.news-medical+1

„Išsiskiria tai, kaip skirtingai sensta kiekvienas organas ir kaip tai atsispindi audinių architektūroje“, – sakė vienas iš pagrindinių autorių Ernesto Abila. „Gilus mokymasis leidžia mums skaityti šiuos erdvinius modelius, fiksuojant senėjimą kaip architektūrinį pertvarkymą, o ne tik molekulinį dreifą.“news-medical

Susieję kraujo genų raiškos profilius su histologiškai gautais audinių amžiaus skirtumais, tyrėjai sukūrė prognozuotojus, galinčius įvertinti organų biologinį amžių vien iš kraujo mėginių. Šie kraujo pagrindu veikiantys modeliai nustatė su ligomis susijusius senėjimo modelius sergant Alzheimerio liga, Krono liga, diabetu ir insultu, o stipriausias Alzheimerio ligos signalas buvo sutelktas smegenyse.bioengineer+1

Papildomi darbai paaiškina, kodėl senėjimo laikrodžiai skiriasi

Kitame tyrime, paskelbtame npj Aging, tyrėjai, vadovaujami T. Em Arpawong iš USC Leonard Davis gerontologijos mokyklos, išnagrinėjo, kodėl penki plačiai naudojami epigenetiniai laikrodžiai – Horvath, Hannum, PhenoAge, GrimAge ir DunedinPACE – pateikia skirtingus biologinio amžiaus įverčius. Išanalizavę 3 227 dalyvių kraujo mėginius, jie nustatė, kad kiekvienas laikrodis seka skirtingus biologinius procesus, nuo medžiagų apykaitos palaikymo iki imuninės priežiūros, ir tarp jų beveik nėra genų sutapimų.medicalxpress+1

Komanda sukūrė naujus genų raiškos balus, vadinamus transkriptominio senėjimo genų balais, kurie keliais atvejais tiksliau nei originalūs laikrodžiai prognozavo sveikatos rezultatus, įskaitant diabetą, širdies ligas ir mirtingumą.studyfinds+1

„Mes nustatėme, kad skirtingi laikrodžiai fiksuoja skirtingus senėjimo biologijos aspektus“, – sakė Arpawong. Abu tyrimai kartu pabrėžia, kad biologinis senėjimas nėra vienas procesas, o organams specifinių transformacijų tinklas, kurį mokslas dabar mokosi skaityti.medicalxpress