Wszyscy znamy kogoś, kto wydaje się przeciwstawiać starzeniu – ludzi, którzy wyglądają młodziej niż ich rówieśnicy, mimo że są w tym samym wieku. Jaki jest ich sekret? Naukowcy z Uniwersytetu w Osace (Japonia) być może znaleźli sposób na ilościowe określenie tej różnicy. Włączając szlaki metaboliczne hormonów (steroidów) do modelu opartego na sztucznej inteligencji, opracowali nowy system, który może oszacować wiek biologiczny danej osoby – miarę tego, jak dobrze starzeje się jej ciało, zamiast po prostu liczyć lata od urodzenia.

Dzięki zaledwie pięciu kroplom krwi, ta nowa metoda analizuje 22 kluczowe steroidy i ich interakcje, aby zapewnić bardziej precyzyjną ocenę stanu zdrowia. Przełomowe badanie zespołu, opublikowane w Science Advances, oferuje potencjalny postęp w spersonalizowanym zarządzaniu zdrowiem, umożliwiając wcześniejsze wykrywanie zagrożeń dla zdrowia związanych z wiekiem i dostosowanych interwencji.

Nowy model oparty na sztucznej inteligencji umożliwia dokładniejsze określenie wieku biologicznego

Starzenie się to nie tylko liczba przeżytych lat – jest ono kształtowane przez genetykę, styl życia i czynniki środowiskowe. Tradycyjne metody szacowania wieku biologicznego opierają się na ogólnych biomarkerach, takich jak metylacja DNA lub poziomy białek, ale podejścia te często pomijają skomplikowane sieci hormonalne, które regulują wewnętrzną równowagę organizmu. „Nasze ciało polega na hormonach, aby utrzymać homeostazę. Pomyśleliśmy więc, dlaczego nie wykorzystać ich jako kluczowych wskaźników starzenia?” – mówi dr Qiuyi Wang, współautor badania. Aby przetestować ten pomysł, zespół badawczy skupił się na hormonach steroidowych, które odgrywają kluczową rolę w metabolizmie, funkcjach odpornościowych i reakcji na stres.

Zespół opracował model głębokiej sieci neuronowej (DNN), który obejmuje szlaki metaboliczne steroidów, co czyni go pierwszym modelem sztucznej intelig encji, który wyraźnie uwzględnia interakcje między różnymi cząsteczkami steroidów. Zamiast patrzeć na bezwzględne poziomy steroidów – które mogą się znacznie różnić w zależności od osoby – model bada proporcje steroidów, umożliwiając bardziej spersonalizowane i dokładne określenie wieku biologicznego.

„Nasze podejście zmniejsza szum spowodowany indywidualnymi różnicami w poziomach steroidów, pozwalając modelowi skupić się na znaczących wzorcach” – wyjaśnia dr Zi Wang, współautor i autor korespondencyjny tego artykułu. Model został wytrenowany na próbkach krwi od setek osób i wykazał, że różnice w wieku biologicznym mają tendencję do zwiększania się wraz z wiekiem – efekt, który naukowcy porównują do rzeki rozszerzającej się w dół rzeki.

Przewlekły stres i proces starzenia się

Jedno z najbardziej uderzających odkryć badania dotyczy kortyzolu, hormonu steroidowego często kojarzonego ze stresem. Naukowcy odkryli, że gdy poziom kortyzolu podwoił się, wiek biologiczny wzrósł o około 1,5 raza. Sugeruje to, że przewlekły stres może przyspieszyć proces starzenia na poziomie biochemicznym, podkreślając znaczenie zarządzania stresem dla długoterminowego utrzymania zdrowia. „Stres jest często omawiany w ogólnikach, ale nasze wyniki dostarczają konkretnych dowodów na to, że ma on wymierny wpływ na starzenie biologiczne” – mówi profesor Toshifumi Takao, jeden z autorów i ekspert w dziedzinie chemii analitycznej i spektrometrii mas.

Naukowcy uważają, że ten model wieku biologicznego oparty na sztucznej inteligencji może utorować drogę do bardziej spersonalizowanego monitorowania zdrowia. Przyszłe zastosowania mogą obejmować wczesne wykrywanie chorób, spersonalizowane programy odnowy biologicznej, a nawet zalecenia dotyczące stylu życia, który spowalnia starzenie.

Pomiar i spowolnienie starzenia biologicznego

Chociaż badanie stanowi znaczący postęp, zespół przyznaje, że starzenie biologiczne jest złożonym procesem, na który wpływa wiele czynników poza hormonami. „To dopiero początek” – mówi dr Z. Wang. Rozszerzając swój zbiór danych i włączając dodatkowe markery biologiczne, naukowcy mają nadzieję na dalsze udoskonalenie modelu i uzyskanie głębszego wglądu w mechanizmy starzenia. Dzięki ciągłym postępom w dziedzinie sztucznej inteligencji i badań biomedycznych, marzenie o dokładnym pomiarze – a nawet spowolnieniu – biologicznego starzenia się jest coraz bliższe. Na razie możliwość określenia „szybkości starzenia się” za pomocą prostego badania krwi może być przełomowym osiągnięciem w profilaktyce zdrowotnej.