O echipă de cercetători a cartografiat aproape 6.000 de proteine din diferite tipuri de celule ale ochiului, analizând mici picături de lichid pentru ochi care sunt de obicei extrase în timpul a intervenție chirurgicală.
Într-un articol publicat joi în revistă celulăcercetătorii au folosit un model de inteligență artificială (AI) pentru a crea un „ceas proteomic” din aceste date, capabil să prezică vârsta unei persoane sănătoase pe baza profilului proteic al acesteia.
Ceasul a relevat că boli precum Retinopatie diabetică si uveita cauza a îmbătrânire accelerată în anumite tipuri de celule. În mod surprinzător, cercetătorii au detectat, de asemenea, proteine asociate cu boala Parkinson în lichidul ocular, despre care ei spun că ar putea oferi o cale către diagnosticarea mai timpurie a bolii. Parkinson.
„Lucru uimitor despre ochi lucrul este putem privi înăuntru și vezi boli în timp real„, spune autorul principal Vinit Mahajanchirurg și profesor de oftalmologie la Universitatea Stanford.
„Obiectivul nostru principal a fost conectați aceste modificări anatomice cu ceea ce se întâmplă la nivel molecular în interiorul ochilor pacienților noștri”, adaugă el.
El ochiul este un organ dificil de a preleva probe la pacienții vii, deoarece, la fel ca creierul, nu este regenerativ și luarea unei biopsii tisulare ar provoca leziuni ireparabile.
O metodă alternativă este utilizarea biopsii lichide, adică probe de fluide prelevate în apropierea celulelor sau țesuturilor de interes.
Deși biopsiile lichide pot oferi un instantaneu al proteinelor prezente în regiunea de interes, până acum capacitatea lor de a măsura un număr mare de proteine în volume mici de lichid a fost limitată și nici nu pot oferi informații despre celulele care produc ce proteine, ce este important pentru diagnosticarea și tratarea bolilor.
Folosind un instrument computerizat creat de acești experți, fiecare proteină poate fi urmărită la anumite tipuri de celule.
Pentru a mapa producția de proteine de către diferite tipuri de celule din ochi, echipa lui Mahajan a folosit o metodă de înaltă rezoluție pentru a caracteriza proteinele din 120 de biopsii lichide prelevate din umoarea apoasă sau vitroasă a pacienților supuși unei intervenții chirurgicale la ochi.
În total, au identificat 5.953 proteine, de zece ori mai mult decât numărul de proteine caracterizat anterior în studii similare. Folosind un instrument informatic creat de ei, numit TEMPO, cercetătorii au putut urmăriți fiecare proteină la anumite tipuri de celule.
Pentru studiu relația dintre boală și îmbătrânirea molecularăoamenii de știință au creat un model de învățare automată de inteligenţă artificială capabilă de prezice vârsta moleculară a ochiului dintr-un subset de 26 de proteine.
Modelul a putut determina exact vârsta ochilor sănătoșiîn timp ce arată că bolile au fost asociate încă îmbătrânire moleculară semnificativă.
În cazul Retinopatie diabeticăgradul de îmbătrânire a crescut odată cu progresia bolii și asta îmbătrânirea accelerată până la 30 de ani la persoanele cu retinopatie diabetică severă (proliferativă).
Rezultatele sugerează că îmbătrânirea poate fi specifică organelor sau chiar celulelor, ceea ce ar putea duce la progrese în medicina de precizie.
Uneori acestea semne ale îmbătrânirii au fost observabile înainte ca pacientul să prezinte simptome clinice a bolii de bază și a persistat la pacienții care fuseseră tratați cu succes.
Cercetătorii au detectat, de asemenea, mai multe proteine asociate cu boala Parkinson. Aceste proteine sunt de obicei identificate post-mortem iar metodele actuale de diagnostic nu sunt capabile să le analizeze, acesta fiind unul dintre motivele pentru care diagnostic Parkinson este atât de dificil. The detectarea acestor markeri în lichidul ocular ar putea permite a diagnosticul precoce a bolii Parkinson și urmărirea terapeutică ulterioară.
Rezultatele sugerează, potrivit autorilor, că îmbătrânirea poate fi specifice unui organ sau chiar unei celulecare ar putea produce progrese în medicina de precizie iar în proiectarea studiului clinic.
„Aceste constatări demonstrează asta organele noastre îmbătrânesc cu ritmuri diferite”, precizează primul autor și medic oftalmolog Julian Wolf, al Universității din Stanford. În opinia sa, „utilizarea medicamentelor anti-îmbătrânire țintite ar putea fi următorul pas în medicina preventivă și de precizie”.
La rândul său, Mahajan susţine că, dacă terapii moleculare, ar trebui să caracterizeze moleculele pacienților lor. „Cred că reclasificarea pacienților pe baza modelelor lor moleculare și a celulelor care sunt afectate poate îmbunătăți cu adevărat studiile clinice, selecția medicamentelor și rezultatele medicamentului”, spune el.
În continuare, experții plănuiesc caracterizează probe de la un număr mai mare de pacienţi și o gamă mai largă de boli ale ochilor. Ei susțin, de asemenea, că metoda lor ar putea fi folosită pentru a caracteriza pe alții dificil de prelevat țesuturi. De exemplu, biopsiile lichide ale fluid cerebrospinal a studia sau a diagnostica creier; lichid sinovial pentru a studia articulațiile urină a studia pe rinichi.
Referinţă:
Wolf, J. et al. „Proteomica biopsiei lichide combinată cu IA identifică factorii celulari ai îmbătrânirii și bolilor oculare in vivo.” celulă (2023)
Drepturi: Creative Commons
