„Hodiny starnutia“ používajú AI na predpovedanie imunitného zdravia, nástupu ochorenia

digitálne a analógové hodiny na stenu

  • Nové biologické hodiny sa pri identifikácii vzorcov a rizika chronických zápalových chorôb a blahobytu imunitného systému spoliehajú na imunitne zamerané biomarkery.
  • Analýzou vzoriek krvi od 1,001 8 jedincov vo veku 96 - XNUMX rokov štúdia preukázala vzťah medzi zápalovým časom starnutia (iAge) k celkovému ochoreniu, dlhovekosti a zhoršeniu imunity.
  • IAge predpovedá multimorbiditu - akumuláciu viacerých chronických zápalových ochorení, dlhovekosť a imunosenescenciu - to znamená zhoršenie súvisiace s vekom a nesprávnu funkciu imunitného systému.

Vedci vytvorili algoritmus umelej inteligencie nazývaný „zápalové hodiny starnutia (iAge)“, ktorý dokáže predpovedať zápalové ochorenia súvisiace s vekom a merať celkové zdravie imunitného systému.

Systémový chronický zápal má spoločné súvislosti s mnohými chorobami súvisiacimi s vekom, vrátane srdcových chorôb, rakoviny a neurodegeneratívnych chorôb, ako je Alzheimerova choroba. Je to spôsobené zvýšenou hladinou molekúl zapojených do zápalových procesov, ktoré sa s pribúdajúcim vekom hromadia a spôsobujú dlhodobé poškodenie tela.

Algoritmus pre iAge pochádza z hĺbkového vyšetrenia viacerých biomarkerov imunitného systému v krvi, ako aj od identifikácie metrík a vzorov spojených s touto chronickou zápalovou reakciou.

Skóre iAge poskytuje jednotlivcom ich vek na základe imunitného zdravia a zápalových hladín v porovnaní so súborom referenčných hodnôt a vo vzťahu k ich veku v rokoch. Vyššie skóre iAge naznačuje zvýšený potenciál ochorenia, zatiaľ čo nižšie skóre naznačuje relatívne zdravý imunitný systém.

Vedci popisujú výhody a fungovanie zariadenia v nedávnom príspevku v časopise Nature Aging. Štúdiu viedli Nazish Sayed a Yingxiang Huang z projektu Stanford 1000 Immunomes na Lekárskej fakulte Stanfordskej univerzity v Kalifornii.

Spoločnosť Edifice Health, biotechnologická spoločnosť, ktorá vyvinula tieto hodiny, uvádza, že vytvorila aj zoznam navrhovaných opatrení vrátane „konkrétnych kombinácií výživových doplnkov, nutraceutík, lekárskych potravín, liekov na predpis a úpravy životného štýlu“ na riešenie a zníženie iAge jednotlivca. skóre.

Referenčné hodnoty pre iAge

Na vytvorenie porovnávacieho bodu pre iAge použili vedci údaje z projektu Stanford 1000 Immunomes Project, ktorý zbieral vzorky krvi z 9-ročnej pozdĺžnej kohorty 1,001 8 osôb vo veku od 96 do XNUMX rokov.

Príspevok poznamenáva, že na rozdiel od akútneho zápalu, ktorý je často spôsobený infekciou a pre ktorý vedci identifikovali špecifické molekuly súvisiace s odpoveďou, chronický zápal nemá definovaný súbor biomarkerov spojených s touto reakciou.

Skúmaním týchto vzoriek krvi a úpravou podľa veku, pohlavia, indexu telesnej hmotnosti a ďalších biologických faktorov dokázali vedci vykonať hlbšiu analýzu imunitného systému a identifikovať potenciálne biomarkery.

Aké biomarkery predpovedá iAge?

Pri nelineárnej porovnávacej metóde skóre iAge korelovalo s viacerými metrikami zápalu, meranými pomocou hladín súčasných molekúl imunitného systému a ich pridružených dráh.

Multimorbidita

Multimorbidita sa týka akumulácie viacerých chronických zápalových ochorení.

Multimorbidita a iAge preukázali silnú koreláciu. U subjektov starších ako 60 rokov malo zvýšenie iAge asociácie so zvýšením multimorbidity. Vedci tiež zistili, že celkové množstvo určitých T buniek a B buniek, bielych krviniek, ktoré hrajú úlohu v imunitnej odpovedi, preukázalo podobnú koreláciu.

dlhovekosť

Pre skupinu účastníkov vo veku 100 rokov a viac vedci porovnali ich iAge s ich skutočným vekom. Z 19 účastníkov 68% preukázalo relatívne nízke skóre iAge, zatiaľ čo iba 31% bolo vo vysoko postavenej skupine. Na porovnanie, v kontrolnej skupine starších dospelých sa zistilo, že iba 23% subjektov malo nízke skóre iAge.

Účastníci vo veku 100 rokov a starší vykazovali nižší iAge pri výrazne nižšej miere, čo naznačuje, že „iAge je spájaný s výnimočnou životnosťou“.

Imunosenescencia

Imunosenescencia popisuje zhoršenie a nesprávnu funkciu imunitného systému, ktorá prichádza s vekom.

Najväčší vstup do iAge modelu poskytoval proteín CXCL9, ktorý má väzby na imunosenescenciu. CXCL9 je malý proteín, ktorý reguluje zápalové a imunitné reakcie. Na začiatku mal tento proteín pozitívne korelácie s vekom a jeho hladiny sa významne zvýšili po 60 rokoch.

Základným mechanizmom CXCL9 v imunosenescencii môže byť narušenie správnej funkcie endotelových buniek. Tieto bunky sú prítomné vo výstelke krvných ciev a ich normálnou funkciou je regulácia prietoku krvi. Poškodené endotelové bunky však môžu podporovať zápalové procesy.

Vyšetrenie úlohy tohto proteínu u myší ukázalo, že staršie myši poškodili endoteliálne bunky väčším množstvom CXCL9. Tieto poškodené bunky viedli k podmienkam aterosklerózy. Ďalšie štúdie tiež zistili, že tieto poškodené endotelové bunky viedli k zhrubnutiu srdcového svalu - tieto stavy sú predchodcami kardiovaskulárnych chorôb.

Vedci navrhli, že s rastom produkcie CXCL9 sa poškodzujú endoteliálne bunky, čo zvyšuje zápalové signály, ktoré spôsobujú kardiovaskulárne ochorenia.

Keď však vedci inhibovali CXCL9 u myší, čiastočne obnovili správnu funkciu endotelových buniek. To zvyšuje potenciál terapií zameraných na CXCL9 ako preventívne opatrenie na oddialenie bunkového starnutia a chorôb.

Aplikácia hodín iAge

Táto technológia AI otvára možnosť včasnej diagnostiky zápalových stavov a poklesu imunitného systému. Môže pomôcť identifikovať jednotlivcov s rizikom skorého nástupu ochorenia a viesť k preventívnym opatreniam na zlepšenie celkového zdravia. Ako autori poznamenávajú vo svojom príspevku:

„Aplikáciou metód umelej inteligencie na dôkladné sledovanie imunity ľudskej krvi generujeme zápalové hodiny starnutia, ktoré je možné použiť ako sprievodnú diagnostiku na informovanie lekárov o zápalovej záťaži pacienta a celkovom zdravotnom stave, najmä u pacientov s chronickými chorobami.“

Generovanie iAge prispieva dôležitým imunitným pohľadom k rastúcemu zoznamu starnúcich hodín, ktoré predpovedajú zdravotné podmienky na základe biologických procesov.

Detonic