AI identifica urmele imbatranirii in celulele care produc sange. Ce au descoperit cercetatorii
Un sistem dezvoltat in Spania analizeaza imagini microscopice pentru a diferentia celulele stem tinere de cele imbatranite. Cercetarea, realizata pe celule de soarece, ar putea ajuta la testarea unor viitoare strategii de intinerire celulara.
Varsta lasa urme inclusiv in felul in care este organizat ADN-ul in interiorul celulelor. Unele sunt atat de subtile incat examinarea obisnuita a imaginilor microscopice le surprinde cu dificultate. O echipa de cercetatori din Spania a antrenat un sistem de inteligenta artificiala sa recunoasca asemenea schimbari in celulele stem care produc sange.
Tehnologia se numeste ChromAgeNet si a fost dezvoltata de Institutul de Cercetare Biomedicala Bellvitge, Barcelona Supercomputing Center si Institutul pentru Sanatate Globala din Barcelona. Rezultatele au fost publicate in revista Aging Cell.
In centrul cercetarii se afla celulele stem hematopoietice, localizate in principal in maduva osoasa. Din ele se formeaza globulele rosii, globulele albe si trombocitele. Functionarea lor conteaza pentru transportul oxigenului, apararea organismului si coagularea sangelui, iar imbatranirea le poate afecta capacitatea de a-si indeplini rolul.
Cercetatorii au folosit imagini tridimensionale ale nucleelor unor celule provenite de la soareci tineri si varstnici. Algoritmul a analizat organizarea cromatinei, materialul alcatuit din ADN si proteine care impacheteaza informatia genetica si contribuie la reglarea activitatii genelor.
Modelul a clasificat corect, in medie, aproximativ 68% dintre celulele evaluate, diferentiindu-le dupa provenienta de la animale tinere sau varstnice. Rezultatul indica existenta unor semnale asociate varstei in imaginile nucleului, dar arata si ca metoda are limite.
Un aspect important este ca echipa poate investiga ce caracteristici ale imaginilor foloseste algoritmul. Astfel, cercetatorii obtin indicii despre schimbarile structurale asociate imbatranirii, dincolo de simpla eticheta atribuita unei celule.
Echipa a testat apoi sistemul pe celule stem imbatranite, tratate cu substante care influenteaza activitatea genelor fara sa schimbe secventa ADN. ChromAgeNet a identificat modificari ale cromatinei compatibile cu unele caracteristici observate in celulele tinere.
Aici este insa distinctia esentiala: o structura care seamana mai mult cu cea a unei celule tinere nu demonstreaza ca celula si-a recuperat functionarea. Studiul nu dovedeste intinerirea biologica si nu prezinta un tratament antiimbatranire pentru oameni.
Potentialul tehnologiei este, deocamdata, unul de cercetare. Ea ar putea ajuta la evaluarea unui numar mare de substante si la selectarea celor care merita investigate mai departe pentru efectele asupra celulelor stem.
Pentru aplicarea la celule umane vor fi necesare adaptarea modelului si validarea independenta. Cercetatorii trebuie sa stabileasca si daca modificarile detectate in imagini se traduc in beneficii biologice reale, precum o functionare mai buna a celulelor care sustin producerea sangelui si sistemul imunitar.
