"Часы старения" иммунитета - ИИ-модель показала, как стареют клетки

Исследователи из Немецкого центра инфекционных исследований (HZI) представили инновационную разработку: уникальную ИИ-модель, способную отслеживать, как именно трансформируется иммунная система человека с возрастом — вплоть до поведения отдельных клеток.

С течением лет иммунитет ослабевает: организму становится труднее бороться с вирусами и бактериями, снижается эффективность прививок, а также растёт вероятность аутоиммунных сбоев, пишет ТСН. Чтобы точнее разобраться в механизмах старения, команда учёных сфокусировалась на молекулярных и клеточных изменениях, происходящих внутри иммунных клеток.

«Наша цель — понять, какие генные и клеточные процессы лежат в основе возрастных изменений иммунитета, чтобы в будущем научиться влиять на них и продлевать здоровье», — говорит профессор Янг Ли, возглавляющий департамент вычислительной биологии в HZI и Центр персонализированной медицины.

Анализ миллионов иммунных клеток

Команда исследователей проанализировала более 2 миллионов клеток крови, полученных у примерно 1000 здоровых добровольцев в возрасте от 18 до 97 лет. Особое внимание уделялось транскриптомным данным — то есть активности генов внутри клеток. Упор был сделан на пять ключевых типов иммунных клеток, включая Т-лимфоциты и моноциты.

На основе этих данных был разработан продвинутый алгоритм машинного обучения — Single-Cell Immune Aging Clock, или «Часы старения иммунных клеток». Этот инструмент позволяет отслеживать возрастные сдвиги в иммунной системе на клеточном уровне и распознавать признаки старения ещё до появления клинических симптомов.

Генетические маркеры возрастных изменений

ИИ-модель выявила десятки генов, которые меняют свою активность по мере старения организма. Большинство из них связано с хроническими воспалительными реакциями, что подтверждает известную теорию «воспалительного старения» — когда с возрастом в организме постоянно присутствует лёгкое воспаление, подтачивающее здоровье.

«Такие гены становятся биологическими индикаторами — с их помощью мы можем не только отслеживать старение, но и оценивать эффективность медицинских вмешательств», — подчёркивает профессор Ли.

Применение модели: от COVID-19 до вакцинации

ИИ-модель уже прошла проверку на практике: исследователи протестировали её на пациентах, перенесших COVID-19, и на тех, кто получил прививку от туберкулёза.

– COVID-19: У людей, тяжело перенёсших коронавирус, признаки клеточного старения наблюдались преимущественно в моноцитах. Однако спустя несколько недель после выздоровления эти изменения сглаживались, что говорит о способности иммунной системы к восстановлению.

– Вакцинация от туберкулёза: Участие в эксперименте показало, что у некоторых вакцинированных людей с высоким уровнем воспаления иммунные клетки демонстрировали омолаживающий эффект — особенно CD8 Т-клетки. Это открытие может вдохновить на создание вакцин, способствующих не только защите от болезней, но и поддержанию иммунной активности с возрастом.

Будущее иммунологической диагностики и терапии

Как подчёркивает профессор Ли, новая модель — это шаг к «живой» диагностике иммунитета в реальном времени. Она может стать основой для разработки персонализированных стратегий замедления возрастных изменений: от точечной вакцинации до новых противовоспалительных и регенеративных подходов.

В перспективе "Часы старения иммунных клеток" могут применяться не только в клинической практике, но и в превентивной медицине, позволяя отслеживать реакцию организма на инфекции, стресс, медикаменты и образ жизни — ещё до появления болезни.

Напомним, что эксперты назвали утренние привычки, которые приближают смерть.