ΡΟΛΟΙ ΓΗΡΑΝΣΗΣ, ΝΕΑ ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ ΑΠΟ ΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ STANFORD

Μια μελέτη του Stanford Medicine για το υγρό των ματιών είναι μια από τις καλύτερες συνδέσεις που έγιναν ποτέ που υποδηλώνει ότι η ασθένεια προκαλεί επιτάχυνση της γήρανσης.
Χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ανέπτυξαν για τη μελέτη του οφθαλμικού υγρού, οι ερευνητές του Stanford Medicine και οι συνεργάτες τους βρήκαν έναν τρόπο να μετρούν την οφθαλμική γήρανση, ανοίγοντας δρόμους για τη θεραπεία πολλών οφθαλμικών παθήσεων.

Οι επιστήμονες εξέτασαν σχεδόν 6.000 πρωτεΐνες στο υγρό και διαπίστωσαν ότι μπορούν να χρησιμοποιήσουν 26 από αυτές για να προβλέψουν τη γήρανση. Χρησιμοποιώντας τεχνητή νοημοσύνη, ανέπτυξαν ένα «ρολόι» που γερνά τα μάτια, που δείχνει ποιες πρωτεΐνες επιταχύνουν τη γήρανση σε κάθε ασθένεια και αποκαλύπτοντας νέους πιθανούς στόχους για θεραπείες.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στις 19 Οκτωβρίου στο Cell. Ο Vinit Mahajan, MD, PhD, καθηγητής οφθαλμολογίας, είναι ο ανώτερος συγγραφέας και ο Julian Wolf, MD, μεταδιδακτορικός υπότροφος στο εργαστήριο του Mahajan, είναι ο κύριος συγγραφέας της εργασίας.

Ο Mahajan και οι συνεργάτες του σκοπεύουν να εφαρμόσουν τη μέθοδο του ρολογιού σε άλλα σωματικά υγρά για να αναπτύξουν πιο αποτελεσματικά φάρμακα για μια ποικιλία ασθενειών.

«Αυτή είναι μια από τις καλύτερες συνδέσεις που έγιναν ποτέ που υποδηλώνει ότι η ασθένεια προκαλεί επιτάχυνση της γήρανσης», είπε.

Για να συλλέξουν όσο το δυνατόν περισσότερες πληροφορίες με μικρά, ανανεώσιμα δείγματα, ο Mahajan και η ομάδα του ανέπτυξαν μια τεχνική - TEMPO, ή ανίχνευση έκφρασης πολλαπλών πρωτεϊνικών προελεύσεων. Ανιχνεύοντας πρωτεΐνες σε έναν τύπο κυττάρου όπου βρίσκεται το RNA που δημιουργεί τις πρωτεΐνες, το TEMPO επιτρέπει στους επιστήμονες να κατανοήσουν την κυτταρική προέλευση των πρωτεϊνών που προκαλούν ασθένειες με την ελπίδα ότι τελικά μπορούν να στοχεύσουν τα κύτταρα με εξατομικευμένες ιατρικές θεραπείες.

«Το πρώτο βήμα για την ανάπτυξη οποιουδήποτε είδους επιτυχημένης θεραπείας είναι η κατανόηση των μορίων», είπε ο Mahajan. "Σε μοριακό επίπεδο, οι ασθενείς παρουσιάζουν διαφορετικές εκδηλώσεις ακόμη και με την ίδια ασθένεια. Με ένα μοριακό αποτύπωμα όπως έχουμε αναπτύξει, θα μπορούσαμε να επιλέξουμε φάρμακα που λειτουργούν για κάθε ασθενή."

Τα ένοχα κύτταρα πίσω από τα γερασμένα μάτια

Για να κατανοήσουν καλύτερα ποιες κυτταρικές διεργασίες συμβάλλουν σε διάφορες οφθαλμικές παθήσεις, η ομάδα ανέλυσε υγρές βιοψίες που ελήφθησαν από το υδατοειδές υγρό - υγρό μεταξύ του φακού και του κερατοειδούς - ενώ οι ασθενείς αναισθητοποιήθηκαν τοπικά κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης. Το υγρό συλλέχτηκε σε ασθενείς με τρεις τύπους οφθαλμικών παθήσεων: διαβητική αμφιβληστροειδοπάθεια, η οποία προκαλεί διαρροή αιμοφόρων αγγείων στο μάτι, οδηγώντας σε απώλεια όρασης. μελαγχρωστική αμφιβληστροειδίτιδα, η οποία προκαλεί τη διάσπαση των φωτοευαίσθητων κυττάρων στο πίσω μέρος του ματιού. και ραγοειδίτιδα, φλεγμονή στο εσωτερικό του ματιού.

Χρησιμοποιώντας οφθαλμικό υγρό από 46 υγιείς ασθενείς, ο Mahajan και η ομάδα του εκπαίδευσαν έναν αλγόριθμο AI για να προβλέψουν την ηλικία του ασθενούς. Στη συνέχεια τροφοδοτούσαν τον αλγόριθμο με σχεδόν 6.000 πρωτεΐνες που υπήρχαν στο υγρό για να δουν εάν ένα υποσύνολο αυτών των πρωτεϊνών θα μπορούσε να προβλέψει την ηλικία του ασθενούς. Βρήκαν 26 που μπορούσαν να το κάνουν όταν χρησιμοποιούνται ως ομάδα.

Συγκρίνοντας το άρρωστο οφθαλμικό υγρό με το υγιές υγρό, διαπίστωσαν ότι οι ασθενείς με άρρωστα μάτια είχαν πρωτεΐνες που έδειχναν μεγαλύτερη ηλικία: 12 χρόνια μεγαλύτεροι σε ασθενείς με διαβητική αμφιβληστροειδοπάθεια πρώιμου σταδίου, 31 έτη σε ασθενείς με διαβητική αμφιβληστροειδοπάθεια τελικού σταδίου, 16 έτη σε ασθενείς με μελαγχρωστική αμφιβληστροειδίτιδα και 29 ετών σε ασθενείς με ραγοειδίτιδα.

Το μοντέλο διαπίστωσε επίσης ότι τα κύτταρα που είναι υπεύθυνα για την ένδειξη της αυξημένης ηλικίας ήταν διαφορετικά με κάθε ασθένεια: αγγειακά κύτταρα σε διαβητική αμφιβληστροειδοπάθεια τελικού σταδίου, κύτταρα αμφιβληστροειδούς στη μελαγχρωστική αμφιβληστροειδίτιδα και κύτταρα του ανοσοποιητικού στη ραγοειδίτιδα.

Διαπίστωσαν επίσης ότι ορισμένα κύτταρα που στοχεύουν συνήθως στη θεραπεία δεν είναι αυτά που εμπλέκονται περισσότερο σε ασθένειες, ενθαρρύνοντας την επανεκτίμηση των θεραπειών. Για παράδειγμα, τα φάρμακα για τον διαβήτη στοχεύουν συνήθως τα κύτταρα των αιμοφόρων αγγείων επειδή παρουσιάζουν διαρροή λόγω ασθένειας, αλλά βρήκαν μεγάλη αύξηση στις πρωτεΐνες από την υγιή έως το τελευταίο στάδιο της διαβητικής αμφιβληστροειδοπάθειας στα μακροφάγα, ένα κύτταρο του ανοσοποιητικού που αφαιρεί τα νεκρά κύτταρα.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ορισμένα κύτταρα είχαν δείξει επιτάχυνση της γήρανσης πριν εμφανιστούν τα συμπτώματα. Η έγκαιρη θεραπεία της μοριακής οδού, είπε ο Mahajan, θα μπορούσε να αποτρέψει τη βλάβη της νόσου πριν γίνει ανεπανόρθωτη.

Ενημέρωση κλινικών δοκιμών

Η στόχευση τόσο των κυττάρων της γήρανσης όσο και των ασθενειών θα μπορούσε να κάνει τη θεραπεία πιο αποτελεσματική, είπε ο Mahajan, επειδή και τα δύο φαίνεται να δρουν χωριστά αλλά ταυτόχρονα να βλάπτουν το μάτι.

Ο Mahajan αναμένει ότι οι ερευνητές θα εφαρμόσουν την τεχνική TEMPO και το ρολόι γήρανσης σε άλλα υγρά οργάνων όπως η χολή του ήπατος και το υγρό των αρθρώσεων.

Ο Mahajan ελπίζει ότι γνωρίζοντας αυτούς τους βιοδείκτες, οι ερευνητές θα πραγματοποιήσουν πιο επιτυχημένες κλινικές δοκιμές, επειδή θα έχουν μια πιο εκλεπτυσμένη ματιά στις κυτταρικές διαδικασίες που οδηγούν τις ασθένειες. Επί του παρόντος, το 90% των υποψηφίων φαρμάκων που δοκιμάστηκαν σε μοντέλα ποντικών ή ανθρώπινα κύτταρα αποτυγχάνουν στις κλινικές δοκιμές. Η γνώση των κυττάρων που οδηγούν την ασθένεια και τη γήρανση μπορεί να αυξήσει τις πιθανότητες επιτυχίας, είπε ο Mahajan.

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Aarhus στη Δανία, το Πανεπιστήμιο της Μινεσότα, τους Retina Consultants of Minnesota, το University of Calgary, το University of Iowa και το Σύστημα Υγείας Βετεράνων Palo Alto συνέβαλαν στην εργασία.

Η μελέτη κατέστη δυνατή από ερευνητές του Stanford που συνδέονται με το Byers Eye Institute, οι οποίοι δημιούργησαν μια βιοτράπεζα οφθαλμικού υγρού που συλλέγεται στο χειρουργείο.

Μελέτη: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)01033-4

Πηγή: https://med.stanford.edu