O echipă de cercetători din Barcelona a dezvoltat un instrument bazat pe inteligența artificială, numit ChromAgeNet, care poate identifica semnele îmbătrânirii celulelor stem din sânge. Tehnologia analizează modul în care ADN-ul este organizat în interiorul nucleului celular, oferind o nouă perspectivă asupra proceselor de degradare biologică. Această descoperire ar putea deschide calea către dezvoltarea unor tratamente menite să ajute celulele îmbătrânite să își recupereze funcțiile pierdute.
Proiectul a fost condus de dr. Maria Carolina Florian de la Institutul de Cercetare Biomedicală Bellvitge (IDIBELL), împreună cu dr. Paula Petrone de la Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS) și ISGlobal. Studiul, publicat în revista Aging Cell, demonstrează că organizarea spațială a cromatinei funcționează ca o amprentă care diferențiază celulele tinere de cele în vârstă. Algoritmul utilizează rețele neuronale convoluționale pentru a analiza imagini 3D ale nucleelor celulare, reușind să clasifice corect aproximativ 68% dintre celule.
Analizele efectuate pe celule stem provenite de la șoareci au evidențiat o diferență structurală majoră între vârste. În celulele tinere, cromatina este strâns compactată și ancorată la periferia nucleului, în timp ce la celulele bătrâne această arhitectură se destramă și apare dispersată. Pentru a valida utilitatea practică, echipa a testat compuși epigenetici, confirmând că anumite molecule pot induce modificări în structura cromatinei, readucând-o la un tipar similar celui întâlnit în celulele tinere.
Un aspect tehnologic esențial este utilizarea inteligenței artificiale explicabile (XAI), care permite oamenilor de știință să înțeleagă criteriile vizuale pe care algoritmul le folosește pentru decizii. Spre deosebire de modelele opace, ChromAgeNet oferă transparență în procesul de analiză. Codul sursă al instrumentului și baza de date cu imagini 3D au fost puse la dispoziția comunității științifice internaționale în regim open-source pentru a facilita colaborarea și verificarea rezultatelor.
Deși tehnologia este promițătoare, specialiștii avertizează că aplicarea în medicina de zi cu zi va necesita ani de cercetare. Dr. Maria Carolina Florian a explicat că momentul actual reprezintă o demonstrație a conceptului pe celule murine, urmând ca procesul să fie optimizat pentru celulele stem umane. Scopul final este evaluarea rapidă a medicamentelor care pot acționa asupra arhitecturii nucleare pentru a spori speranța de viață sănătoasă.
Dr. Paula Petrone a subliniat importanța de a nu supraestima rezultatele actuale, menționând că validarea clinică a acestor terapii pe oameni va dura mult timp. Cercetarea vizează susținerea unei îmbătrâniri sănătoase, în special prin îmbunătățirea funcționării sistemului imunitar. În contextul actual al cercetării medicale, astfel de avansuri tehnologice reprezintă pași necesari spre înțelegerea mecanismelor complexe ale degradării biologice pe termen lung.