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19/01/2024

Proteómica – Inteligencia Artificial – Alzheimer

Por Difusión DOCMED

. Lectura de 5 minutos

Un análisis de sangre puede calcular el envejecimiento de cada órgano y prevenir enfermedades.

Un test, desarrollado por investigadores de EE UU, es capaz de detectar la presencia de ciertas proteínas en el flujo sanguíneo, con la ayuda de un algoritmo de inteligencia artificial.

Este método, que se ha probado con más de 5.000 personas, permite medir la edad de los órganos individualmente, por ejemplo, el corazón o el cerebro, y ha revelado que casi el 20 % de los participantes presentaron un envejecimiento acelerado en algún órgano, lo cual conlleva riesgo de dolencias asociadas y de muerte.

Un estudio llevado a cabo con 5.678 personas, dirigido por investigadores de Stanford Medicine (Universidad de Stanford, EE UU), ha demostrado que nuestros órganos envejecen a ritmos diferentes, y cuando la edad de un órgano es especialmente avanzada en comparación con la de su homólogo en otras personas de la misma edad, la persona que lo porta corre un mayor riesgo tanto de padecer enfermedades asociadas a ese órgano como de morir.

Según el estudio, uno de cada cinco adultos de 50 años o más, razonablemente sanos, tiene al menos un órgano que envejece a un ritmo muy acelerado.

Los resultados del trabajo del equipo de Stanford, publicado en Nature, revelan que un simple análisis de sangre permite saber qué órganos del cuerpo de una persona están envejeciendo rápidamente, si es que surge alguno, orientar las intervenciones terapéuticas mucho antes de que se manifiesten los síntomas clínicos.

“Podemos estimar la edad biológica de un órgano en una persona aparentemente sana», explica el autor principal del estudio, Tony Wyss-Coray, catedrático de Neurología en la institución estadounidense. Eso, a su vez, predice el riesgo de que sufra una enfermedad relacionada con ese órgano”.

Edad biológica frente a edad cronológica

“Numerosos estudios han presentado cifras únicas que representan la edad biológica de los individuos – la edad implícita en un sofisticado conjunto de biomarcadores–  frente a su edad crónológica, es decir, al número real de años transcurridos desde su nacimiento”, explica Wyss-Coray.

El nuevo trabajo fue un paso más allá y obtuvo cifras distintas para cada uno de los 11 órganos, sistemas de órganos o tejidos clave: corazón, grasa, pulmón, sistema inmunitario, riñón, hígado, músculo, páncreas, cerebro, sistema vascular e intestino.

Al comparar la edad biológica de cada uno de estos órganos para cada individuo con sus homólogos, entre un gran grupo de personas sin enfermedades graves evidentes, descubrieron que el 18,4 % de los mayores de 50 años tenían al menos un órgano que envejecía significativamente más rápido que la media», señala.

Estas personas corren un mayor riesgo de sufrir enfermedades en ese órgano en los próximos 15 años.

Proteínas e IA 

El equipo ha utilizado tecnologías disponibles en el mercado y un algoritmo de diseño propio para evaluar los niveles de miles de proteínas en la sangre de las personas.

Los investigadores determinaron que casi 1.000 de esas proteínas se originaban en uno u otro órgano y relacionaron los niveles anómalos de esas proteínas con el envejecimiento acelerado de los órganos correspondientes y su susceptibilidad a las enfermedades y la mortalidad.

Para ello, entrenó un algoritmo de aprendizaje automático de IA para determinar  la edad de las personas basándose en los niveles de esas proteínas.

El algoritmo elegía  las proteínas que mejor se correlacionan con un rasgo de interés (en este caso, el envejecimiento biológico acelerado, en una persona o en un órgano concreto) preguntando, una a una: «¿Esta proteína aumenta la correlación?».

A continuación, utilizaron las proteínas que habían identificado para centrarse en cada uno de los 11 órganos que habían seleccionado para el análisis, midiendo los niveles de proteínas específicas de cada órgano en la sangre de cada individuo.

Existía cierta sincronía entre los distintos órganos del cuerpo de una persona, pero cada uno de ellos seguía su propio camino en el proceso de envejecimiento.

Diferencia de edad entre órganos

Para cada uno de los 11 órganos, el equipo de Wyss-Coray estableció una “diferencia de edad”: surgida de la diferencia entre la edad real y su edad estimada, a partir de los cálculos del algoritmo basados en proteínas específicas de cada órgano.

Los investigadores descubrieron que los desfases de edad identificados en 10 de los 11 órganos estudiados (con la única excepción del intestino) se asociaban significativamente con el riesgo de muerte por todas las causas a lo largo de 15 años de seguimiento.

Tener un órgano con envejecimiento acelerado significa tener una desviación estándar de la edad biológica del órgano (puntuada por algoritmo) una vez superior a la media del grupo para ese órgano entre personas de la misma edad cronológica y esto implica una mortalidad entre un 15 % y un 50 % mayor en los próximos 15 años, dependiendo del órgano afectado.

Según el estudio, las personas con un envejecimiento acelerado del corazón, pero que no presentaban ninguna enfermedad activa ni biomarcadores clínicamente anormales, tenían un riesgo de insuficiencia cardíaca 2,5 veces superior al de las personas con un envejecimiento normal del corazón.

Los cerebros «viejos’» tenían 1,8 veces más probabilidades de sufrir deterioro cognitivo en cinco años que los cerebros “jóvenes”.

“El envejecimiento acelerado del cerebro o del sistema vascular –cualquiera de los dos– puede predecir el riesgo de progresión de la enfermedad de Alzheimer, tan bien como lo hacen los mejores biomarcadores clínicos utilizados actualmente”, dicen los autores.

Además, se observaron fuertes asociaciones entre una puntuación renal de envejecimiento extremo (más de dos desviaciones estándar por encima de la norma) y la hipertensión y la diabetes, así como entre una puntuación cardiaca de envejecimiento extremo y la fibrilación auricular y el infarto de miocardio.

“Si somos capaces de reproducir este hallazgo en 50.000 o 100.000 personas”, afirma Wyss-Coray, “el seguimiento de la salud de órganos concretos en personas aparentemente sanas nos permitirá detectar los órganos que envejecen de forma acelerada y tratar a los pacientes antes de que enfermen”.

Identificar las proteínas específicas de cada órgano que mejor indiquen un envejecimiento excesivo de los órganos y, en consecuencia, un elevado riesgo de enfermedad también podría conducir a nuevas dianas farmacológicas.

Wyss-Coray, junto a los coautores Hamilton Oh and Jarod Rutledge han cofundado una empresa, Teal Omics, para explorar la comercialización de sus hallazgos.

El laboratorio se ha centrado en el envejecimiento cerebral y la neurodegeneración, con un interés específico en el deterioro cognitivo relacionado con la edad y la enfermedad de Alzheimer.

A partir de este trabajo, se descubrió que los factores sanguíneos circulatorios pueden modular la estructura y la función del cerebro y pueden rejuvenecer los cerebros viejos.

Su trabajo se centra en el uso de la proteómica humana como herramienta para comprender el envejecimiento y la medición de la salud.

Fuentes:

Teal https://www.tealomics.com/ Agencia Sinc https://www.agenciasinc.es/Noticias/Un-analisis-de-sangre-para-calcular-el-envejecimiento-de-cada-organo-y-prevenir-enfermedades

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