Η ηλικία που αναγράφεται στην ταυτότητά μας δεν αποτυπώνει πάντα τον τρόπο με τον οποίο γερνά ο οργανισμός. Η καρδιά, ο εγκέφαλος, οι πνεύμονες και τα υπόλοιπα όργανα μπορεί να γερνούν με διαφορετικό ρυθμό, με αποτέλεσμα ένας άνθρωπος να έχει, για παράδειγμα, πνεύμονες που εμφανίζουν περισσότερα σημάδια γήρανσης από όσα θα περίμενε κανείς με βάση την ηλικία του.
Νέα διεθνής μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Medicine εξετάζει αν αυτή η «διαφορά» στη βιολογική ηλικία των οργάνων μπορεί κάποια στιγμή να εκτιμάται μέσα από μια απλή εξέταση αίματος. Η μέθοδος βασίζεται σε τεχνητή νοημοσύνη και, σύμφωνα με τους ερευνητές, μπορεί να αναγνωρίζει στο αίμα μοτίβα που συνδέονται με τη γήρανση διαφορετικών οργάνων.
Προς το παρόν, όμως, πρόκειται για ερευνητικό εργαλείο και όχι για εξέταση που χρησιμοποιείται στην καθημερινή ιατρική πράξη.
Ένα διαφορετικό «ρολόι» για κάθε όργανο
Για να αναπτύξουν τη μέθοδο, οι ερευνητές ανέλυσαν 25.712 μικροσκοπικές εικόνες ιστών από 983 δότες. Τα δείγματα προέρχονταν από 40 διαφορετικούς τύπους ιστών και συνολικά 29 όργανα.
Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν τεχνητή νοημοσύνη για να εκπαιδεύσουν ένα μοντέλο πάνω σε δείγματα ανθρώπων διαφορετικών ηλικιών. Στόχος ήταν το σύστημα να μάθει να αναγνωρίζει μικρές αλλαγές στη δομή των ιστών που συνδέονται με τη γήρανση.
Έτσι δημιουργήθηκε ένα είδος «ρολογιού» για τους ιστούς κάθε οργάνου. Αν, για παράδειγμα, ο ιστός ενός πνεύμονα 60χρονου εμφάνιζε χαρακτηριστικά που συναντώνται συχνότερα σε μεγαλύτερες ηλικίες, το μοντέλο τον χαρακτήριζε βιολογικά γηραιότερο από το αναμενόμενο.
Οι εκτιμήσεις των μοντέλων απείχαν κατά μέσο όρο περίπου πέντε χρόνια από τη χρονολογική ηλικία των δοτών.
Δεν γερνούν όλα τα όργανα με τον ίδιο ρυθμό
Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα ευρήματα ήταν ότι η γήρανση δεν φαινόταν να ακολουθεί το ίδιο μοτίβο σε ολόκληρο το σώμα.
Σε ορισμένους ανθρώπους, αρκετά όργανα εμφάνιζαν ενδείξεις πιο προχωρημένης γήρανσης. Σε άλλους, η μεγαλύτερη απόκλιση εντοπιζόταν σε ένα συγκεκριμένο όργανο, όπως η καρδιά, οι πνεύμονες ή το στομάχι.
Οι ιστοί που εκτιμήθηκαν ως βιολογικά γηραιότεροι παρουσίαζαν συχνότερα αλλαγές που έχουν συσχετιστεί με τη γήρανση. Μεταξύ αυτών ήταν η συρρίκνωση των ιστών, αλλαγές που μοιάζουν με ουλοποίηση, απώλεια μικρών αιμοφόρων αγγείων, συσσώρευση λίπους στους σκελετικούς μύες και λέπτυνση των νεύρων.
Από την εικόνα του ιστού στην εξέταση αίματος
Η άμεση μελέτη της βιολογικής ηλικίας ενός οργάνου απαιτεί τη λήψη δείγματος ιστού, κάτι που δεν είναι πρακτικό ως εξέταση ρουτίνας.
Γι’ αυτό οι ερευνητές αναζήτησαν έναν λιγότερο επεμβατικό τρόπο. Συνέκριναν τις πληροφορίες που είχαν πάρει από τους ιστούς με τα μοτίβα γονιδιακής δραστηριότητας που εντοπίζονταν σε δείγματα αίματος από τους ίδιους δότες.
Με απλά λόγια, προσπάθησαν να διαπιστώσουν αν το αίμα περιέχει έμμεσες ενδείξεις για το πόσο «γερασμένο» εμφανίζεται ένα συγκεκριμένο όργανο.
Με βάση αυτή τη συσχέτιση, δημιούργησαν ένα δεύτερο μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης, το οποίο χρησιμοποιούσε μόνο δεδομένα από το αίμα για να εκτιμήσει τη βιολογική ηλικία διαφορετικών οργάνων.
Οι καλύτερες επιδόσεις καταγράφηκαν στην εκτίμηση της συνολικής γήρανσης του οργανισμού, του πεπτικού συστήματος και της σπλήνας.
Τι σχέση έχει η βιολογική ηλικία με τις ασθένειες;
Οι ερευνητές θέλησαν στη συνέχεια να εξετάσουν αν οι εκτιμήσεις του μοντέλου συνδέονταν και με πραγματικές παθήσεις.
Όταν η μέθοδος εφαρμόστηκε σε δεδομένα αίματος υγιών ανθρώπων και ασθενών με οκτώ διαφορετικές παθήσεις, παρατηρήθηκε γενικά μεγαλύτερη «βιολογική ηλικία» στα όργανα που σχετίζονταν με την εκάστοτε νόσο.
Για παράδειγμα, σε ανθρώπους που είχαν υποστεί εγκεφαλικό επεισόδιο, η μεγαλύτερη απόκλιση εντοπίστηκε στον εγκέφαλο. Σε ασθενείς με νόσο του Crohn, μεγαλύτερη βιολογική ηλικία παρατηρήθηκε σε όργανα του πεπτικού συστήματος. Στην περίπτωση της νόσου Αλτσχάιμερ, ο εγκέφαλος ήταν το όργανο που παρουσίασε τη σημαντικότερη διαφορά.
Τα ευρήματα είναι ενδιαφέροντα, αλλά δεν σημαίνουν ότι το μοντέλο μπορεί σήμερα να προβλέψει με βεβαιότητα ποιος θα εμφανίσει μια συγκεκριμένη ασθένεια.
Επίσης, δεν αποδεικνύουν ότι η επιταχυνόμενη γήρανση ενός οργάνου προκαλεί την ασθένεια. Είναι εξίσου πιθανό μια νόσος να επηρεάζει τη βιολογική εικόνα του οργάνου ή και οι δύο διαδικασίες να εξελίσσονται παράλληλα.