Inteligența artificială, un nou aliat în lupta cu îmbătrânirea: Sistemul care identifică semnele declinului celular

O nouă metodă bazată pe inteligenţă artificială (AI) poate identifica modificările asociate îmbătrânirii celulelor stem responsabile de producerea celulelor sanguine. Dezvoltată de cercetători din Spania şi testată pe celule de şoarece, tehnologia ar putea contribui la înţelegerea proceselor de îmbătrânire şi la identificarea unor substanţe capabile să îmbunătăţească funcţionarea celulelor stem odată cu înaintarea în vârstă.

Îmbătrânirea afectează treptat capacitatea organismului de a produce celule sanguine şi de a menţine funcţionarea normală a sistemului imunitar. Un rol important îl au celulele stem hematopoietice, localizate în principal în măduva osoasă, care asigură formarea globulelor roşii, a globulelor albe şi a trombocitelor.

O echipă de la Institutul de Cercetare Biomedicală Bellvitge (IDIBELL), Barcelona Supercomputing Center şi Institutul pentru Sănătate Globală din Barcelona (ISGlobal) a dezvoltat un sistem de AI, denumit ChromAgeNet, capabil să recunoască semnele îmbătrânirii acestor celule prin analiza imaginilor microscopice.

Rezultatele studiului, publicat în revista Aging Cell, arată că organizarea tridimensională a cromatinei, materialul format din ADN şi proteine din interiorul nucleului celular, conţine informaţii care permit diferenţierea celulelor stem tinere de cele îmbătrânite.

Cercetătorii au utilizat imagini microscopice tridimensionale ale nucleelor celulelor stem hematopoietice provenite de la şoareci tineri şi vârstnici. Sistemul a fost antrenat să identifice modificări ale structurii cromatinei, inclusiv diferenţe dificil de observat prin examinarea obişnuită a imaginilor.

Modelul a reuşit să clasifice corect, în medie, aproximativ 68% dintre celule ca provenind de la animale tinere sau vârstnice, informează News.

Analiza a evidenţiat modificări ale organizării cromatinei asociate îmbătrânirii, inclusiv ale distribuţiei acesteia în interiorul nucleului celular.

Un avantaj al metodei este că permite cercetătorilor să identifice caracteristicile imaginilor pe care inteligenţa artificială le utilizează pentru clasificarea celulelor, oferind astfel informaţii despre modificările biologice asociate vârstei.

Pentru a evalua posibilele aplicaţii, echipa a utilizat sistemul şi pentru analiza unor celule stem îmbătrânite, tratate cu substanţe care influenţează activitatea genelor fără să modifice secvenţa ADN.

Modelul a identificat modificări ale organizării cromatinei compatibile cu caracteristici observate în celulele tinere. Aceste rezultate sugerează că tehnologia ar putea fi folosită pentru testarea unor substanţe cu potenţial de întinerire celulară.

Potrivit unui comunicat al IDIBELL, cercetarea deschide o nouă direcţie pentru studierea îmbătrânirii sistemului hematopoietic şi pentru identificarea unor strategii de menţinere sau restabilire a funcţiei celulelor stem.

Studiul reprezintă însă o cercetare preclinică, realizată pe celule de şoarece. Metoda nu a fost încă validată pe celule stem umane, iar modificările structurale identificate după administrarea substanţelor testate nu demonstrează restabilirea funcţiei biologice a celulelor.

Adaptarea tehnologiei pentru celulele stem umane va necesita cercetări suplimentare şi validare independentă, cu obiectivul de a o utiliza în viitor pentru evaluarea unor noi tratamente care ar putea contracara efectele îmbătrânirii asupra producerii celulelor sanguine şi a sistemului imunitar.