Mokslininkai sukūrė imuniteto „senėjimo laikrodį“: dirbtinio intelekto modelis rodo, kaip sensta ląstelės
Vokietijos infekcijų tyrimų centro (HZI) mokslininkai pristatė unikalų dirbtiniu intelektu pagrįstą kompiuterinį modelį, kuriame išsamiai parodyta, kaip su amžiumi keičiasi žmogaus imuninė sistema - iki pat atskirų ląstelių lygio.
Kaip amžius veikia imunitetą?
Su amžiumi mūsų imuninė sistema praranda efektyvumą: tampame jautresni infekcijoms, mažėja vakcinų veiksmingumas, didėja imuninių sutrikimų, ypač autoimuninių ligų, rizika.
Norėdami suprasti, kas lemia šiuos pokyčius, mokslininkai nusprendė sutelkti dėmesį į pagrindinius imuniteto dalyvius - imunines ląsteles.
„Mums svarbu išsiaiškinti, kokie procesai ir genai dalyvauja senstančioje imuninėje sistemoje, kad galėtume juos paveikti ir pagerinti sveikatą vyresniame amžiuje“, - aiškina profesorius Yangas Li, Individualizuotos medicinos centro direktorius ir HZI Kompiuterinės biologijos skyriaus vadovas.
Milijonų ląstelių analizė
Komanda rinko ir analizavo penkių tipų imuninių ląstelių transkriptominius duomenis - aktyvių genų įrašus - ištyrusi daugiau kaip 2 mln. ląstelių iš maždaug 1 000 sveikų 18-97 metų amžiaus žmonių kraujo. Duomenys buvo gauti iš viešų ir mokslinių publikacijų.
Iš šio duomenų rinkinio buvo sukurtas mašininio mokymosi modelis - vienos ląstelės imuninio senėjimo laikrodis arba „Imuninių ląstelių senėjimo laikrodis“. Šis įrankis leidžia stebėti su amžiumi susijusius imuninės sistemos pokyčius atskirų ląstelių lygmeniu.
Pagrindiniai senėjimo genai
Modeliu nustatyti konkretūs genai, kurių aktyvumas senstant keičiasi kiekviename imuninių ląstelių tipe. Nustatyta, kad daugelis jų yra susiję su uždegiminiais procesais - tai patvirtina žinomą ryšį tarp lėtinio uždegimo ir senėjimo.
„Šie genai tapo savotiška „žyme“, kurią galime naudoti su amžiumi susijusiems pokyčiams ir galimų gydymo būdų veiksmingumui tirti“, - pažymi profesorius Lee.
Kaip infekcijos ir skiepai veikia imuninės sistemos senėjimą?
Tyrėjai senėjimo laikrodį pritaikė dviem atskiriems atvejams - pacientų, sergančių COVID-19, ir tų, kurie buvo skiepyti nuo tuberkuliozės, tyrimams.
1. COVID-19 ir ląstelių senėjimas
Analizuojant COVID-19 sergančių pacientų duomenis, nustatyta, kad senėjimo požymiai pasireiškė tik vieno tipo ląstelėse - monocituose, ir tik tiems, kurie sirgo sunkia liga. Žmonių, sergančių lengva ligos forma, šie pokyčiai buvo mažiau ryškūs. Per tris savaites nuo pasveikimo imuninės ląstelės grįžo į normalią būseną, o tai rodo galimą pasveikimą nuo infekcijos.
2. Skiepijimas nuo tuberkuliozės - atvirkštinis senėjimas?
Kitame tyrime komanda tyrė, kaip CD8 T ląstelės keičiasi po skiepijimo nuo tuberkuliozės. Pacientams, kurių organizme buvo padidėjęs uždegimo lygis, vakcinacija turėjo netikėtą atjauninantį poveikį imuninėms ląstelėms. Tai atveria vakcinų terapinio naudojimo galimybes sveiko senėjimo kontekste.
Perspektyvos: imuninės senatvės kontrolė
„Mūsų įrankis yra galinga technologija, leidžianti realiuoju laiku tirti ląstelių senėjimą. Tikimės, kad ateityje ją bus galima panaudoti kuriant naujus metodus, kaip senatvėje palaikyti sveiką imuninę sistemą“, - pabrėžia profesorius Yang Li.
Šis modelis gali tapti pagrindu naujiems su amžiumi susijusių sutrikimų diagnostikos, prevencijos ir gydymo metodams, įskaitant individualų požiūrį į vakcinaciją, taip pat padėti suprasti, kaip organizmas reaguoja į stresą, infekcijas ir gydymą.
Šaltinis: tsn.ua
Šiuo metu skaitomiausi
Taip pat skaitykite
Rašyti komentarą