כולנו מכירים מישהו שנראה מתריס נגד אנשים מזדקנים שנראים צעירים יותר מבני גילם למרות היותם באותו גיל. מה הסוד שלהם? מדענים מאוניברסיטת אוסאקה (יפן) עשויים למצוא דרך לכמת את ההבדל הזה. על ידי שילוב מסלולי חילוף החומרים של הורמונים (סטרואידים) במודל מונע AI, הם פיתחו מערכת חדשה כדי להעריך את גילו הביולוגי של האדם, מידה כיצד גופם התיישן, ולא סתם לספור את השנים שחלפו מאז הלידה.
בעזרת חמש טיפות דם בלבד, שיטה חדשה זו מנתחת 22 סטרואידים מרכזיים ואינטראקציות שלהם כדי לספק הערכה בריאותית מדויקת יותר. מחקר הפריצה של הצוות, שפורסם ב התקדמות מדעיתמציע צעד פוטנציאלי קדימה בניהול בריאות מותאם אישית, ומאפשר גילוי מוקדם יותר של סיכוני בריאות הקשורים לגיל והתערבויות מותאמות.
פתיחת חתימת המזדקנות של הגוף
הזדקנות לא נוגעת רק למספר השנים שחיינו-זה מעוצב על ידי גנטיקה, אורח חיים וגורמים סביבתיים. שיטות מסורתיות להערכת הגיל הביולוגי מסתמכות על סמנים ביולוגיים רחבים, כמו מתילציה של DNA או רמות חלבון, אך גישות אלה משקיפות לרוב לרשתות ההורמונליות המורכבות המווסתות את האיזון הפנימי של הגוף.
גופנו מסתמך על הורמונים לשמירה על הומאוסטזיס, ולכן חשבנו, מדוע לא להשתמש באלה כמדדי מפתח להזדקנות? "
ד"ר צ'יוי וואנג, מחבר המחקר הראשון של המחקר
כדי לבדוק רעיון זה, צוות המחקר התמקד בהורמוני סטרואידים, הממלאים תפקיד מכריע במטבוליזם, בתפקוד החיסון ותגובת הלחץ.
דגם חדש המופעל על AI
הצוות פיתח מודל רשת עצבית עמוקה (DNN) הכולל מסלולי חילוף חומרים של סטרואידים, מה שהופך אותו למודל ה- AI הראשון שמסביר במפורש את האינטראקציות בין מולקולות סטרואידים שונות. במקום להסתכל על רמות סטרואידים מוחלטות-שיכולות להשתנות באופן נרחב בין אנשים-המודל בוחן יחסי סטרואידים, ומספק הערכה אישית ומדויקת יותר של הגיל הביולוגי.
"הגישה שלנו מצמצמת את הרעש הנגרם כתוצאה מהבדלים ברמת סטרואידים פרטנית ומאפשרת למודל להתמקד בדפוסים משמעותיים", מסביר ד"ר זי וואנג, מחבר משותף ותואם של יצירה זו. המודל הוכשר על דגימות דם ממאות אנשים, וחשף כי הבדלי הגיל הביולוגיים נוטים להתרחב כאשר אנשים מקבלים מבוגרים-משפיעים על החוקרים משווים לנהר שמתרחב כשהוא זורם במורד הזרם.
תובנות והשלכות עיקריות
אחד הממצאים הבולטים ביותר של המחקר כרוך בקורטיזול, הורמון סטרואידים הקשור בדרך כלל ללחץ. החוקרים מצאו שכאשר רמות הקורטיזול הוכפלו, הגיל הביולוגי עלה בערך 1.5 פעמים. זה מרמז כי לחץ כרוני יכול להאיץ את ההזדקנות ברמה ביוכימית, ולחזק את חשיבות ניהול הלחץ בשמירה על בריאות לטווח הארוך.
"לחץ נדון לעתים קרובות במונחים כלליים, אך הממצאים שלנו מספקים עדות קונקרטית לכך שיש לו השפעה ניתנת למדידה על ההזדקנות הביולוגית", אומר פרופסור טושיפומי טאקאו, מחבר מקביל ומומחה לכימיה אנליטית וספקטרומטריה המונית.
החוקרים מאמינים כי מודל הגיל הביולוגי המופעל על ידי AI יכול לסלול את הדרך לניטור בריאותי מותאם אישית יותר. יישומים עתידיים עשויים לכלול איתור מחלות מוקדמות, תוכניות בריאות בהתאמה אישית ואפילו המלצות אורח חיים המותאמות להאט את ההזדקנות.
מסתכל קדימה
בעוד שהמחקר מייצג צעד משמעותי קדימה, הצוות מכיר בכך שהזדקנות ביולוגית היא תהליך מורכב המושפע מגורמים רבים מעבר להורמונים. "זו רק ההתחלה", אומר ד"ר ז. וואנג. "על ידי הרחבת מערך הנתונים שלנו ושילוב סמנים ביולוגיים נוספים, אנו מקווים לשכלל את המודל עוד יותר ולפתוח תובנות עמוקות יותר על מנגנוני ההזדקנות."
עם התקדמות מתמשכת ב- AI ובמחקר ביו-רפואי, החלום של מדידה מדויקת ואף להטות הזדקנות ביולוגית הופך להיות אפשרי יותר ויותר. אולם לעת עתה, היכולת להעריך את "מהירות ההזדקנות" של האדם באמצעות בדיקת דם פשוטה עשויה לסמן התפתחות שמשנה משחק בבריאות מונעת.
