شناسایی سن بیولوژیکی اعضای بدن با یک نمونه خون

یک مطالعه جدید منتشر شده در مجله Nature Medicine نشان می‌دهد که پیری، علائم متفاوتی بر ساختار میکروسکوپی هر اندام باقی می‌گذارد.

دانشمندان اکنون از این علائم برای توسعه روشی استفاده کرده‌اند که از یک نمونه خون واحد می‌تواند پیش‌بینی کند کدام اندام‌ها پیرتر از حد انتظار به نظر می‌رسند.

البته این روش هنوز به صورت یک آزمایش خون نیست که بتوانید در بیمارستان درخواست کنید. همچنین نمی‌تواند یک اندام را در طول سال‌های متمادی ردیابی کند تا به طور مستقیم سرعت پیر شدن آن را اندازه‌گیری کند، بلکه در عوض تخمین می‌زند که یک اندام از نظر بیولوژیکی پیرتر یا جوان‌تر از سن تقویمی مورد انتظار یک فرد به نظر می‌رسد.

تیمی به رهبری آندره رندیرو(André Rendeiro)، به همراه ارنستو آبیلا(Ernesto Abila)، ایوا بولجان(Iva Buljan) و ییمین ژنگ(Yimin Zheng) به عنوان نویسندگان مشترک، ۲۵ هزار و ۷۱۲ تصویر بافت میکروسکوپی از ۹۸۳ اهداکننده متوفی را بررسی کردند. این نمونه‌ها ۴۰ نوع بافت را در ۲۹ اندام پوشش می‌دادند.

محققان یک مدل هوش مصنوعی را بر روی نمونه‌های بافتی از افراد در سنین مختلف آموزش دادند. با گذشت زمان، سیستم یاد گرفت که تغییرات ساختاری ظریف مرتبط با پیری را تشخیص دهد و نوعی «ساعت بافتی» برای هر اندام ایجاد کند.

به عنوان مثال اگر این «ساعت بافتی»، بافت ریه یک فرد ۶۰ ساله را شبیه به بافت قدیمی‌تر تشخیص می‌داد، آن ریه پیرتر از حد انتظار در نظر گرفته می‌شد.

به طور متوسط، تخمین‌های مدل‌ها حدود پنج سال با سن واقعی اهداکنندگان متفاوت بود.

بخش جالب این بود که به نظر می‌رسید تخمین‌ها چیزی بیش از یک تاریخ تولد را منعکس می‌کنند. بافت‌هایی که پیرتر از حد انتظار به نظر می‌رسیدند، تمایل داشتند تغییرات ساختاری و شرایط سلامتی مرتبط با پیری بیشتری را نشان دهند. این موارد شامل انقباض بافت، سفت شدن، از بین رفتن رگ‌های خونی ریز، تجمع چربی در عضلات اسکلتی و نازک شدن اعصاب بود.

بدن نیز از یک الگوی پیری جهانی پیروی نمی‌کرد. برخی از افراد علائم پیری پیشرفته را در بسیاری از اندام‌ها نشان دادند. در برخی دیگر، یک عضو واحد مانند قلب، ریه یا معده به طور قابل توجهی مسن‌تر از بقیه بدن به نظر می‌رسید.

با این حال، ارزیابی مستقیم سن بیولوژیکی یک عضو معمولاً نیاز به یک روش تهاجمی برای جمع‌آوری بافت دارد.

محققان برای حل این مشکل، تخمین‌های سنی حاصل از تصاویر بافت را با الگوهای فعالیت ژن در نمونه‌های خون از همان اهداکنندگان مطابقت دادند.

به عبارت ساده، آنها به دنبال تغییراتی در فعالیت ژن خون مرتبط با یک عضو که مسن‌تر از حد انتظار به نظر می‌رسید، بودند.

آندره رندیرو، محقق موسسه پزشکی شبکه لودویگ بولتزمن در دانشگاه وین گفت: نمونه خون مستقیماً از اندام تصویربرداری نمی‌کند؛ بلکه فاصله سنی اندام را از طریق یک مکاتبه آموخته شده تخمین می‌زند.

سپس محققان مدل دومی را توسعه دادند که تنها با استفاده از داده‌های خون تخمین می‌زد که اندام‌های مختلف چقدر پیر به نظر می‌رسند. پیش‌بینی‌های آن برای پیری کلی بدن، سیستم گوارش و طحال قوی‌ترین بود.

محققان برای دیدن اینکه آیا این تخمین‌ها منعکس کننده بیماری‌های واقعی هستند، این روش را روی داده‌های خون افراد سالم و افراد مبتلا به هشت بیماری مختلف پزشکی آزمایش کردند. مدل‌ها عموماً شکاف‌های سنی بزرگ‌تری را به اندام‌های مرتبط با هر بیماری اختصاص می‌دادند.

برای افرادی که سکته مغزی را تجربه کرده بودند، این مدل بزرگترین شکاف سنی را به مغز اختصاص داد. افراد مبتلا به بیماری کرون، مری، معده، روده کوچک و روده بزرگ نیز شکاف‌های سنی بزرگ‌تری داشتند یا در گروه آلزایمر، مغز تنها اندامی بود که شکاف سنی به طور قابل توجهی بالاتری داشت.

این تطابق‌ها نشان می‌دهد که خون می‌تواند سرنخ‌هایی در مورد آنچه در اعماق بدن اتفاق می‌افتد، داشته باشد، اما پیرتر به نظر رسیدن یک اندام به معنای پیری تسریع‌شده ناشی از بیماری نیست. بیماری می‌تواند اندام را پیر کرده باشد، یا هر دو فرآیند ممکن است با هم توسعه یافته باشند.

روش‌های مبتنی بر خون قبلی، سن اندام را با اندازه‌گیری پروتئین‌های در گردش تخمین زده‌اند. یکی از این مطالعات نشان داد که داشتن مغزی با ظاهری پیرتر با خطر بالاتر مرگ مرتبط است.

با این حال، آزمایش‌های تجاری موجود برای سن بیولوژیکی می‌توانند نتایج بسیار متفاوتی ایجاد کنند.

این مطالعه جدید همچنین محدودیت‌های مهمی دارد. بیشتر بافت‌ها پس از مرگ جمع‌آوری شدند و محققان افراد مشابه را در طول پیری دنبال نکردند. این روش مبتنی بر خون عمدتاً در افرادی که قبلاً به یک بیماری مبتلا شده بودند، ارزیابی شد.

هنوز مشخص نیست که آیا این آزمایش می‌تواند بیماری را قبل از بروز علائم تشخیص دهد یا خیر.

رندیرو می‌گوید در مطالعات آینده، عملکرد مداوم در جمعیت‌های مختلف و تأییدیه‌های قانونی همچنان مورد نیاز است. رسیدن به کاربرد بالینی واقع‌بینانه، چندین سال، احتمالاً نزدیک به یک دهه طول خواهد کشید.

در حال حاضر این مطالعه نشان می‌دهد که کاهش سن بیولوژیکی به یک عدد واحد ممکن است بخش مهمی از داستان را از دست بدهد. قلب، مغز و کلیه‌های ما ممکن است در بدن یکسانی قرار داشته باشند، اما لزوماً زمان را به یک شکل تجربه نمی‌کنند.

این مطالعه در مجله Nature Medicine منتشر شده است.

انتهای پیام