O echipă de cercetători a reușit să dezvolte un sistem bazat pe inteligență artificială capabil să recunoască semnele de îmbătrânire ale celulelor stem responsabile de producerea celulelor sanguine. Tehnologia, care a fost testată pe celule de șoarece, oferă o nouă perspectivă asupra proceselor biologice care afectează organismul pe măsură ce vârsta avansează. Această metodă inovatoare ar putea ajuta la identificarea unor substanțe care să îmbunătățească funcționarea celulelor stem.
Proiectul a fost realizat de o echipă formată din cercetători de la Institutul de Cercetare Biomedicală Bellvitge, Barcelona Supercomputing Center și Institutul pentru Sănătate Globală din Barcelona. Aceștia au creat sistemul denumit ChromAgeNet, care utilizează analiza imaginilor microscopice pentru a detecta modificările celulare. Tehnologia se concentrează pe identificarea proceselor care afectează celulele stem hematopoietice, localizate în măduva osoasă, ce 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 informații critice. Prin examinarea acestor structuri, sistemul poate diferenția celulele stem tinere de cele care au intrat în procesul de îmbătrânire. Cercetătorii au folosit imagini microscopice tridimensionale ale nucleelor celulelor stem provenite de la șoareci tineri și de la șoareci vârstnici pentru a antrena modelul de inteligență artificială.
Modelul de inteligență artificială a demonstrat o capacitate de clasificare de aproximativ 68% în medie, reușind să identifice corect originea celulelor. Sistemul a fost capabil să observe modificări ale structurii și distribuției cromatinei în interiorul nucleului, detalii care sunt dificil de urmărit prin metodele de examinare obișnuite. Un avantaj major al acestei tehnologii este faptul că permite cercetătorilor să înțeleagă exact ce caracteristici ale imaginilor folosește AI-ul pentru a clasifica celulele.
Echipa a testat sistemul și pe celule stem îmbătrânite care au fost tratate cu substanțe ce influențează activitatea genelor fără a modifica secvența de ADN. Rezultatele au arătat că modelul poate identifica modificări ale organizării cromatinei care sunt compatibile cu caracteristicile celulelor tinere. Această descoperire sugerează că tehnologia poate fi utilizată în viitor pentru testarea unor substanțe cu potențial de întinerire celulară, deschizând noi direcții de cercetare.
În cadrul medicinei moderne, înțelegerea proceselor de îmbătrânire la nivel celular este crucială pentru gestionarea sănătății sistemului imunitar și a producției de sânge. Celulele stem hematopoietice joacă un rol vital în menținerea funcționării normale a organismului, iar orice degradare a acestora afectează direct capacitatea de a produce elemente sanguine esențiale. Avansul tehnologic în analiza acestor celule poate duce la strategii noi de restabilire a funcțiilor biologice pierdute.