Raziskovalci iz Barcelone so razvili orodje umetne inteligence, ki na podlagi tridimenzionalnih posnetkov celičnega jedra razlikuje med mladimi in postaranimi krvnimi matičnimi celicami. Sistem ChromAgeNet bi lahko v prihodnosti pospešil iskanje učinkovin za obnovo krvotvornega in imunskega sistema, vendar je bil doslej preizkušen le na mišjih celicah.
Raziskavo so v znanstveni reviji Aging Cell objavili znanstveniki z Inštituta za biomedicinske raziskave Bellvitge, Barcelonskega centra za superračunalništvo in Barcelonskega inštituta za globalno zdravje. Vodili sta jo Maria Carolina Florian in Paula Petrone.
ChromAgeNet analizira kromatin, kompleks DNK in beljakovin v celičnem jedru. Njegova prostorska razporeditev se s staranjem spreminja, vendar so nekatere spremembe tako majhne, da jih človek na mikroskopskih posnetkih težko zazna.
Raziskovalci so nevronsko mrežo učili na tridimenzionalnih posnetkih jeder krvotvornih matičnih celic mladih in starih miši. Sistem je pravilno razvrstil približno 68 odstotkov pregledanih celic, pri ocenjevanju uspešnosti pa je dosegel vrednost AUROC 0,77.
Pri mladih celicah je kromatin bolj urejen
Analiza je pokazala, da je kromatin v mladih celicah gosteje stisnjen in urejen ob robu jedra. Pri postaranih celicah je njegova razporeditev bolj razpršena, kar je umetna inteligenca prepoznala kot enega ključnih znakov staranja.
ChromAgeNet je zasnovan kot razložljiva umetna inteligenca. Raziskovalcem zato ne poda le ocene, ali je celica mlada ali stara, temveč tudi pokaže, kateri deli posnetka so vplivali na odločitev.
Znanstveniki so sistem preizkusili še na postaranih celicah, izpostavljenih več epigenetskim učinkovinam. Pri nekaterih je orodje zaznalo spremembe kromatina, ki so bile bolj podobne vzorcem v mladih celicah.
To še ne dokazuje, da so bile celice dejansko pomlajene ali da so ponovno pridobile prvotno delovanje. Rezultati pa kažejo, da bi lahko tehnologijo uporabili za hitrejše preverjanje velikega števila morebitnih učinkovin.
Raziskovalci zdaj želijo sistem prilagoditi človeškim matičnim celicam. Opozarjajo, da bo pred morebitno klinično uporabo potrebnih še več let razvoja in potrjevanja rezultatov. Kodo ter zbirko tridimenzionalnih posnetkov so javno objavili, da lahko delo nadaljujejo tudi druge raziskovalne skupine.
