«Часы старения» с ИИ для прогнозирования заболеваний

«Часы старения» с ИИ для прогнозирования заболеваний Здоровье

ИИ «Часы старения» для прогнозирования заболеваний

Исследователи Стэнфордского университета, используя возможности искусственного интеллекта, создали инструмент, который может прогнозировать возрастные воспалительные заболевания и оценивать общее состояние иммунной системы. Разработка получила название «часовое старение» или iAge.

Что такое iAge

О том, что уровень здоровья напрямую зависит от состояния иммунной системы, известно уже более ста лет. Но в последние годы ученые обратили внимание на еще одну особенность, которая их интересовала. Было обнаружено, что в организме пожилых людей, а также лиц с возрастными заболеваниями хронически увеличивается количество соединений, связанных с воспалением. С возрастом в организме человека увеличивается количество молекул, которые участвуют в воспалительных процессах, вызывающих долгосрочные повреждения. Нейродегенеративные, кардиологические и онкологические заболевания связаны с хроническим системным воспалением.

В результате ученые начали исследовать, могут ли маркеры воспалительных компонентов в крови (маркеры воспаления крови) указывать на биологический возраст человека и на быстрое старение с сопутствующими заболеваниями. Для этого исследователи из Стэнфордского университета совместно с биотехнологической компанией Edifice Health разработали «часы старения» — алгоритм на основе искусственного интеллекта, который анализирует вещества иммунной системы в крови, а также связанные с ними маркеры хронического воспаления. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Aging .

Принимая во внимание уровень иммунного здоровья и воспалительных процессов в организме, развитие способно определить биологический возраст человека. Увеличение маркеров воспаления указывает на повышенный риск заболевания, в то время как более низкий показатель указывает на относительно здоровую иммунную систему. Кроме того, «часы старения» на основании полученных результатов могут дать индивидуальные рекомендации по образу жизни, по приему лекарств и пищевых добавок, которые помогут снизить уровень хронического воспаления и, в то же время, биологический возраст.

Как работает iAge

В ходе работы над созданием iAge ученые проанализировали образцы крови 1001 человека в возрасте от 8 до 96 лет на предмет наличия маркеров возрастного системного воспаления. Но если острое воспаление в организме, вызванное инфекцией, можно определить по ряду конкретных молекул, тогда не было выделено специальных биомаркеров для определения хронического возрастного воспаления.

Ученые из Стэнфорда, используя сложные вычислительные методы, изучили полученные образцы крови с учетом пола, возраста, массы тела и многих других биологических факторов и смогли выделить потенциальные биомаркеры для определения хронического воспаления в организме.

Маркеры, которые анализирует iAge

Мультиморбидность

ИИ «Часы старения» для прогнозирования заболеваний

Мультиморбидностью называется множественная патология у одного пациента. Проще говоря, это «букет» хронических воспалительных заболеваний, которые усугубляют друг друга. Часы старения подтвердили прямую связь между оценками iAge и мультиморбидностью. В частности, склонность к «букету» болезней характерна для людей старше 60 лет. Кроме того, ученые обнаружили прямую связь между мультиморбидностью и количеством Т-лимфоцитов, В-клеток и лейкоцитов, которые являются частью иммунного ответа.

Продолжительность жизни

Используя возможности «часов старения», ученые проанализировали показатели iAge у долгожителей, возраст которых составлял 100 лет и старше. Было обнаружено, что 68% из них имели относительно низкие значения iAge. Это говорит о том, что низкий iAge обеспечивает исключительную долговечность. Исследование показало, что иммунный возраст долгожителей почти на 40 лет моложе их реального возраста .

Иммунное старение

Иммунное старение — это ухудшение и нарушение работы иммунной системы, возникающее с возрастом. Для анализа этого биомаркера особую роль сыграл белок CXCL9, связанный с процессом иммунного старения (состояние, при котором клетки иммунной системы перестают делиться). Между этим белком и возрастом существует прямая зависимость: к 60 годам его количество в организме значительно увеличивается.

Считается, что роль белка CXCL9 в процессе иммуносенесценции может быть связана с нарушением функции эндотелиальных клеток. Они присутствуют в слизистой оболочке кровеносных сосудов и участвуют в регулировании кровотока. В случае повреждения эндотелиальных клеток в организме начинаются воспалительные процессы. В частности, исследователи обнаружили, что у старых мышей были повреждены эндотелиальные клетки и повысился уровень белка CXCL9, что в конечном итоге привело к развитию атеросклероза. Другие исследования показали, что повреждение этих клеток приводит к утолщению сердечной мышцы, что увеличивает риск сердечных заболеваний. Однако, когда белок CXCL9 был ингибирован у экспериментальных мышей, эндотелиальные клетки частично восстановили свою функциональность.

iAge позволяет измерять показатели иммунного старения.

ИИ «Часы старения» для прогнозирования заболеваний

Кстати, пока среди основных признаков старения были названы:

  • геномная нестабильность;
  • нарушение функции митохондрий;
  • потеря протеостаза;
  • пониженная восприимчивость к питательным веществам;
  • изменения внутриклеточной коммуникации.
  • клеточное старение;
  • укорочение теломер;
  • эпигенетические изменения;
  • истощение стволовых клеток;

После исследования ученые из Стэнфорда заявили, что все эти признаки являются результатом хронического системного воспаления в организме, поэтому воспаление также следует причислять к симптомам старения.

Чем полезны «часы старения» для медицины

«Часы старения» на основе искусственного интеллекта — это разработка, открывающая новые возможности для медицины. Технология позволяет раньше обнаруживать воспаление и ослабленную иммунную систему. В свою очередь, это помогает выявить у людей склонность к определенным заболеваниям и позволяет им вовремя заниматься профилактикой для улучшения общего состояния здоровья. По словам одного из авторов исследования, доктора философии, профессора Бакского института Дэвида Фурмана, возможности iAge позволяют прогнозировать возможные заболевания на 7 лет вперед, а это открывает огромные возможности с точки зрения профилактики .

Источники

  1. ↑ Медицинские новости сегодня. — iAge: «Часы старения» используют искусственный интеллект для прогнозирования здоровья иммунной системы, наступления болезней.
  2. ↑ Edifice Health, Inc. — Воспалительный возраст®, iAge®.
  3. ↑ Природа старения. — Часы воспалительного старения (iAge), основанные на глубоком обучении, отслеживают мультиморбидность, иммунное старение, слабость и сердечно-сосудистое старение.
  4. ↑ Официальный источник информации о никотинамидмононуклеотиде. — Часы старения на основе воспаления предсказывают хронические заболевания у здоровых взрослых.
  5. ↑ Институт исследований старения Бака. — Первые полезные часы, которые предсказывают иммунологическое здоровье и хронические заболевания старения.
Кетоформ®