O echipă de cercetători a anunțat dezvoltarea unui sistem bazat pe inteligență artificială capabil să recunoască semnele de îmbătrânire ale celulelor stem responsabile pentru producerea celulelor sanguine. Tehnologia, care a fost testată pe celule de șoarece, oferă posibilitatea de a înțelege mai bine procesele biologice de degradare și de a identifica substanțe care ar putea îmbunătăți funcționarea acestor celule pe măsură ce organismul îmbătrânește.
Proiectul a fost realizat de o echipă formată din reprezentanți ai Institutului de Cercetare Biomedicală Bellvitge, Barcelona Supercomputing Center și Institutul pentru Sănătate Globală din Barcelona. Aceștia au creat un sistem de AI denumit ChromAgeNet, care funcționează prin analiza imaginilor microscopice pentru a detecta schimbările survenite în celulele stem hematopoietice. Aceste celule, localizate în principal în măduva osoasă, sunt esențiale pentru formarea globulelor roșii, a globulelor albe și a trombocitelor.
Studiul, publicat în revista Aging Cell, demonstrează că organizarea tridimensională a cromatinei, adică materialul format din ADN și proteine din nucleul celular, conține indicii clare pentru diferențierea celulelor tinere de cele vârstnice. Cercetătorii au utilizat imagini microscopice tridimensionale ale nucleelor celulelor provenite de la șoareci tineri și vârstnici pentru a antrena modelul. Sistemul a reușit să identifice modificări ale structurii cromatinei, inclusiv detalii care sunt dificil de observat prin metodele de examinare obișnuite.
În cadrul testelor, modelul de inteligență artificială a reușit să clasifice corect, în medie, aproximativ 68% dintre celule, determinând dacă acestea provin de la animale tinere sau de la cele vârstnice. Analiza a evidențiat modificări specifice ale organizării și distribuției cromatinei în interiorul nucleului celular. Un avantaj major al acestei metode este faptul că permite cercetătorilor să identifice exact caracteristicile imaginilor pe care AI le folosește, oferind date concrete despre modificările biologice.
Echipa a testat sistemul și pe celule stem îmbătrânite care au fost tratate cu substanțe capabile să influențeze activitatea genelor fără a modifica secvența de ADN. Modelul a identificat modificări ale organizării cromatinei care sunt compatibile cu caracteristicile observate la celulele tinere. Aceste rezultate sugerează că tehnologia ChromAgeNet ar putea fi utilizată pe viitor pentru testarea unor substanțe cu potențial de întinerire celulară și pentru restabilirea funcției sistemului hematopoietic.
Procesul de îmbătrânire afectează treptat capacitatea organismului de a menține un sistem imunitar funcțional și de a produce constant celule sanguine. Prin monitorizarea modificărilor la nivelul celulelor stem, cercetătorii urmăresc identificarea unor strategii noi pentru menținerea sănătății acestora. Această abordare tehnologică deschide o nouă direcție de studiu pentru înțelegerea degradării biologice și pentru dezvoltarea unor tratamente care să combată efectele inerent legate de vârstă.