„Senstantis laikrodis“ naudoja AI, kad nuspėtų imuninę sveikatą ir ligos atsiradimą

skaitmeniniai ir analoginiai laikrodžiai ant sienos

  • Naujas biologinis laikrodis remiasi su imunitetu susijusiais biologiniais žymenimis, kad nustatytų lėtinės uždegiminės ligos riziką ir imuninės sistemos gerovę.
  • Analizuojant 1,001 8 96–XNUMX metų asmens kraujo mėginius, tyrimas nustatė ryšį su senėjimo uždegimo laikrodžiu (iAge) su bendra liga, ilgaamžiškumu ir imuninės sistemos pablogėjimu.
  • „IAge“ numato daugybinį sergamumą - daugybinių lėtinių uždegiminių ligų kaupimąsi, ilgaamžiškumą ir imunosensenciją - tai yra su amžiumi susijęs pablogėjimas ir netinkama imuninės sistemos funkcija.

Mokslininkai sukūrė dirbtinio intelekto algoritmą, vadinamą „senėjimo uždegimo laikrodžiu (iAge)“, kuris gali numatyti su amžiumi susijusias uždegimines ligas ir įvertinti bendrą imuninės sistemos sveikatą.

Sisteminis lėtinis uždegimas dažnai siejamas su daugeliu su amžiumi susijusių ligų, įskaitant širdies ligas, vėžį ir neurodegeneracines ligas, tokias kaip Alzheimerio liga. Taip yra dėl padidėjusio molekulių, dalyvaujančių uždegimo procesuose, kurie kaupiasi su amžiumi, ir daro ilgalaikę kūno žalą.

„IAge“ algoritmas gaunamas giliai ištyrus daugelį imuninės sistemos biomarkerių kraujyje, taip pat nustatant metriką ir modelius, susijusius su šiuo lėtiniu uždegiminiu atsaku.

„IAge“ balas rodo asmenų amžių, pagrįstą imunine sveikata ir uždegimo lygiu, palyginti su pamatinių verčių rinkiniu ir atsižvelgiant į jų amžių metais. Aukštesnis iAge balas rodo padidėjusį ligų potencialą, o mažesnis rezultatas rodo gana sveiką imuninę sistemą.

Tyrėjai aprašė prietaiso naudą ir veikimą naujausiame žurnalo „Nature Aging“ straipsnyje. Tyrimui vadovavo Nazishas Sayedas ir Yingxiangas Huangas iš Stanfordo 1000 imunonomų projekto Stanfordo universiteto medicinos mokykloje Kalifornijoje.

Šį laikrodį sukūrusi biotechnologijų bendrovė „Edifice Health“ teigia, kad ji taip pat sukūrė siūlomų veiksmų sąrašą, įskaitant „specifinius maisto papildų, maisto produktų, medicininių maisto produktų, receptinių vaistų derinius ir gyvenimo būdo modifikavimą“, siekiant išspręsti ir sumažinti asmens „iAge“. rezultatas.

„IAge“ pamatinės vertės

Norėdami sukurti „iAge“ palyginimo tašką, mokslininkai naudojo „Stanford 1000 Immunomes Project“ duomenis, kurie surinko kraujo mėginius iš 9 metų išilginės kohortos, kurioje dalyvavo 1,001 8 subjektas nuo 96 iki XNUMX metų.

Straipsnyje pažymima, kad skirtingai nuo ūmaus uždegimo, kurį dažnai sukelia infekcija ir kuriam mokslininkai nustatė specifines su atsaku susijusias molekules, lėtinis uždegimas neturi apibrėžto biomarkerių, susijusių su šiuo atsaku.

Ištyrę šiuos kraujo mėginius ir pritaikę amžių, lytį, kūno masės indeksą ir kitus biologinius veiksnius, mokslininkai galėjo atlikti gilesnę imuninės sistemos analizę ir nustatyti galimus biomarkerius.

Kokius biologinius žymenis prognozuoja „iAge“?

Taikant netiesinį palyginimo metodą, iAge balas koreliuoja su daugybe uždegimo metrikų, matuojamų pagal dabartinės imuninės sistemos molekulių lygį ir su jais susijusius kelius.

Daugybinis sergamumas

Daugybinis sergamumas reiškia daugelio lėtinių uždegiminių ligų kaupimąsi.

Daugybinis sergamumas ir iAge parodė stiprią koreliaciją. Asmenims, vyresniems nei 60 metų, iAge padidėjimas turėjo sąsajų su daugybinio sergamumo padidėjimu. Tyrėjai taip pat nustatė, kad bendras tam tikrų T ląstelių ir B ląstelių - baltųjų kraujo kūnelių, kurie vaidina svarbų imuninį atsaką, kiekis rodo panašią koreliaciją.

ilgaamžiškumas

100 metų ir vyresnių dalyvių grupei mokslininkai palygino savo amžių su faktiniu jų amžiumi. Iš 19 dalyvių 68% parodė palyginti žemą iAge balą, o tik 31% buvo aukšto rango grupėje. Palyginimui, vyresnių suaugusiųjų kontrolinė grupė nustatė, kad tik 23% tiriamųjų turėjo žemą iAge balą.

100 metų ir vyresniems dalyviams nustatytas mažesnis iAge ir žymiai mažesnis rodiklis, o tai rodo, kad „iAge yra susijęs su išskirtiniu ilgaamžiškumu“.

Imunozensija

Imunozensija apibūdina imuninės sistemos pablogėjimą ir netinkamą funkciją, atsirandančią dėl amžiaus.

Didžiausias indėlis į iAge modelį buvo baltymas CXCL9, susijęs su imunosenesencija. CXCL9 yra nedidelis baltymas, reguliuojantis uždegiminius ir imuninius atsakus. Pradžioje šis baltymas turėjo teigiamą koreliaciją su amžiumi, o jo lygis reikšmingai padidėjo po 60 metų.

CXCL9 pagrindinis imunosenesencijos mechanizmas gali būti sutrikdžius tinkamą endotelio ląstelių funkciją. Šios ląstelės yra kraujagyslių gleivinėje, o jų įprasta funkcija yra reguliuoti kraujo tekėjimą. Tačiau pažeistos endotelio ląstelės gali skatinti uždegiminius procesus.

Ištyrus šio baltymo vaidmenį pelėse, paaiškėjo, kad vyresnės pelės pažeidė endotelio ląsteles su didesniu CXCL9 kiekiu. Šios pažeistos ląstelės sukėlė aterosklerozės būklę. Kiti tyrimai taip pat nustatė, kad šios pažeistos endotelio ląstelės sustorėjo širdies raumenį - tokios būklės yra širdies ir kraujagyslių ligų pirmtakai.

Mokslininkai pasiūlė, kad su amžiumi didėjant CXCL9 gamybai, endotelio ląstelės pažeidžiamos, padidindamos uždegiminius signalus, sukeliančius širdies ir kraujagyslių ligas.

Tačiau kai mokslininkai pelėms slopino CXCL9, jie iš dalies atstatė tinkamą endotelio ląstelių funkciją. Tai padidina CXCL9 terapijos, kaip prevencinės priemonės, siekiant atitolinti ląstelių senėjimą ir ligas, galimybes.

„IAge“ laikrodžio taikymas

Ši dirbtinio intelekto technologija atveria galimybę anksti diagnozuoti uždegimines sąlygas ir imuninės sistemos nykimą. Tai gali padėti nustatyti asmenis, kuriems yra ankstyvos ligos atsiradimo rizika, ir paskatinti imtis prevencinių priemonių gerinant bendrą sveikatą. Kaip autoriai pažymi savo darbe:

„Taikydami dirbtinio intelekto metodus giliai stebėdami žmogaus kraują, mes sukuriame uždegiminį senėjimo laikrodį, kuris gali būti naudojamas kaip papildoma diagnostika informuoti gydytojus apie paciento uždegiminę naštą ir bendrą sveikatos būklę, ypač sergančius lėtinėmis ligomis“

„IAge“ karta suteikia svarbių įžvalgų, susijusių su imunitetu, į vis didėjantį senėjančių laikrodžių sąrašą, kuriame pagal biologinius procesus numatomos sveikatos sąlygos.