Vârsta moleculară a ochiului a fost stabilită pentru prima dată

O echipă de cercetători a cartografiat aproape 6.000 de proteine din diferite tipuri de celule din interiorul ochiului, analizând picături mici de lichid ocular care sunt îndepărtate în mod obișnuit în timpul intervenției chirurgicale. Astfel, savanții au putut stabilit vârsta moleculară a ochiului.

Raportând în revista Cell, cercetătorii au folosit un model AI (Inteligență Artificială) pentru a crea un „ceas proteomic” din aceste date, care poate prezice vârsta unei persoane sănătoase pe baza profilului proteic al acesteia.

• Cum au trecut razele cosmice prin atmosfera Pământului acum 41.000 de ani?
• Ce s-a întâmplat după ce oamenii de știință au declanșat mini-cutremure în laborator

„Ceasul” a arătat că boli precum retinopatia diabetică și uveita provoacă îmbătrânire accelerată în anumite tipuri de celule. În mod surprinzător, cercetătorii au detectat, de asemenea, proteine asociate cu boala Parkinson în lichidul ocular, despre care ei spun că ar putea oferi o cale către diagnosticele timpurii de Parkinson.

Ce ne poate spune vârsta moleculară a ochiului despre sănătate?

„Ceea ce este uimitor la ochi este că putem privi înăuntru și putem vedea bolile care se întâmplă în timp real. Obiectivul nostru principal a fost să conectăm aceste modificări anatomice la ceea ce se întâmplă la nivel molecular în ochii pacienților noștri”, spune autorul principal, Vinit Mahajan, chirurg și profesor de oftalmologie la Universitatea Stanford (SUA).

Ochiul este un organ dificil pentru prelevarea de mostre la pacienții vii, deoarece, ca și în cazul creierului, este neregenerativ și efectuarea unei biopsii tisulare ar provoca leziuni ireparabile. O metodă alternativă este utilizarea biopsiilor lichide, adică probe de lichid prelevate din apropierea celulelor sau țesuturilor de interes.

Deși biopsiile lichide pot oferi un instantaneu al proteinelor prezente în regiunea de interes, până acum au fost limitate în capacitatea lor de a măsura un număr mare de proteine în volume mici de lichid și, de asemenea, nu sunt în măsură să ofere informații despre care celule au produs și ce proteine au produs, ceea ce este important pentru diagnosticarea și tratarea bolilor, scrie Medical Xpress.

Proteinele din ochi

Pentru a cartografia producția de proteine de către diferite tipuri de celule din ochi, echipa lui Mahajan a folosit o metodă de înaltă rezoluție pentru a caracteriza proteinele din 120 de biopsii lichide prelevate din umoarea apoasă sau vitroasă a pacienților supuși unei intervenții chirurgicale la ochi. În total, au identificat 5.953 de proteine, de zece ori numărul de proteine caracterizat anterior în studii similare. Folosind un instrument software pe care l-au creat, numit TEMPO, cercetătorii au reușit să urmărească fiecare proteină până la anumite tipuri de celule.

Pentru a investiga relația dintre boală și îmbătrânirea moleculară, cercetătorii au construit un model de învățare automată AI care poate prezice vârsta moleculară a ochiului pe baza unui subset de 26 de proteine. Modelul a fost capabil să prezică cu exactitate vârsta ochilor sănătoși, dar a arătat că bolile sunt asociate cu îmbătrânirea moleculară semnificativă.

Pentru retinopatia diabetică, gradul de îmbătrânire a crescut odată cu progresia bolii și această îmbătrânire a fost accelerată cu până la 30 de ani pentru persoanele cu retinopatie diabetică severă (proliferativă). Aceste semne de îmbătrânire au fost uneori observabile înainte ca pacientul să prezinte simptome clinice ale bolii de bază și s-au păstrat la pacienții care au fost tratați cu succes.

Cercetătorii au detectat, de asemenea, câteva proteine care sunt asociate cu boala Parkinson. Aceste proteine sunt de obicei identificate post-mortem și metodele actuale de diagnosticare nu sunt capabile să le testeze, ceea ce este unul dintre motivele pentru care diagnosticele de Parkinson sunt atât de dificile. Screeningul acestor markeri în lichidul ocular ar putea permite diagnosticarea mai devreme a bolii Parkinson și monitorizarea terapeutică ulterioară.

Studiul despre vârsta moleculară a ochiului ar putea aduce un progres major pentru medicină

Autorii spun că aceste rezultate sugerează că îmbătrânirea poate fi specifică unui anumit organ sau chiar unor anumite celule, ceea ce ar putea aduce progrese în medicina de precizie și în designul studiilor clinice.

„Aceste descoperiri demonstrează că organele noastre îmbătrânesc cu ritmuri diferite. Utilizarea medicamentelor anti-îmbătrânire țintite ar putea fi următorul pas în medicina preventivă, de precizie”, spune oftalmologul Julian Wolf, de la Universitatea Stanford.

„Dacă vom folosi terapii moleculare, ar trebui să caracterizăm moleculele pacienților noștri. Cred că reclasificarea pacienților pe baza modelelor lor moleculare și a celulelor care sunt afectate poate îmbunătăți cu adevărat studiile clinice, selecția medicamentelor și rezultatele medicamentelor”, spune Mahajan.

În continuare, cercetătorii intenționează să caracterizeze mostre de la un număr mai mare de pacienți și o gamă mai largă de boli oculare. Ei spun, de asemenea, că metoda lor ar putea fi folosită pentru a caracteriza alte țesuturi dificil de prelevat. De exemplu, biopsiile lichide ale lichidului cefalorahidian ar putea fi folosite pentru a studia sau diagnostica creierul, lichidul sinovial ar putea fi folosit pentru a studia articulațiile, iar urina ar putea fi folosită pentru a studia rinichii.

Vă recomandăm să citiți și:

Boala Parkinson începe mai devreme decât credeau până acum cercetătorii

Cele mai frecvente semnale care „anunță” un divorț

Test de cultură generală. Care grupă de sânge mai este numită și „donatorul universal”?

Femeile expuse frecvent la produsele de curățenie au risc mai mare de cancer ovarian