Сканирование сетчатки: неинвазивный и недорогой метод отслеживания старения человека.
Профессор Института Бака Панкадж Капахи считает, что глаза — это зеркало старения. Его лаборатория в сотрудничестве с Google Health и Больницей общего профиля Цукерберга в Сан-Франциско продемонстрировала, как изображения глазного дна, ткани сетчатки, богатой кровеносными сосудами, можно использовать для отслеживания старения человека неинвазивным и менее дорогим способом. и более точны, чем другие стареющие часы, которые доступны в настоящее время. Опубликовав в eLife, исследователи также провели полногеномное ассоциативное исследование (GWAS), чтобы установить генетическую основу для таких часов, которые они называют eyeAge.
«Этот тип изображений может быть очень полезен для отслеживания эффективности вмешательств, направленных на замедление процесса старения », — говорит Капахи, старший соавтор исследования. «Результаты показывают, что потенциально менее чем за год мы сможем определить траекторию старения с точностью 71%, отмечая заметные изменения в глазах тех, кто проходит лечение, обеспечивая действенную оценку геропротекторной терапии». Капахи отметил, что сканирование сетчатки, вероятно, более надежно, потому что изменения в глазу менее подвержены ежедневным колебаниям, чем биомаркеры из крови, которые более динамичны и могут зависеть от таких простых вещей, как прием пищи или текущая инфекция.
Растущее количество данных свидетельствует о том, что микроциркуляторное русло сетчатки может быть надежным индикатором общего состояния системы кровообращения и мозга. Изменения в глазах сопровождают старение и многие возрастные заболевания, включая возрастную дегенерацию желтого пятна (AMD), диабетическую ретинопатию, болезни Паркинсона и Альцгеймера. Офтальмологи часто могут обнаружить ранние симптомы СПИДа, хроническое высокое кровяное давление и опухоли в глазах, что неудивительно, учитывая, что любые малозаметные изменения в сосудистой системе сначала проявляются в мельчайших кровеносных сосудах, а капилляры сетчатки относятся к числу наиболее самый маленький в организме.
Но тонкие изменения в этих маленьких кровеносных сосудах часто остаются незамеченными даже самыми сложными инструментами, что требует использования глубокого обучения, усилия, возглавляемого Google Research. Исследователи из Google и других организаций разработали модели для прогнозирования диабетической ретинопатии по изображениям сетчатки и использовали изображения сетчатки для выявления как минимум 39 заболеваний глаз , включая глаукому, диабетическую ретинопатию и ВМД, а также других заболеваний , таких как хроническая почечная недостаточность. заболевания и сердечно-сосудистые заболевания.
Исследователи Google обучили и настроили модель для eyeAge, используя свой хорошо изученный набор данных EyePACS, который включает более 100 000 пациентов, и применили его к пациентам из британского биобанка, в котором участвовало более 64 000 пациентов.
«Наше исследование подчеркивает ценность продольных данных для анализа точных траекторий старения. Благодаря набору продольных данных EyePACS, включающему несколько сканирований отдельных людей с течением времени, наши результаты показывают более точный коэффициент положительного прогноза для двух последовательных посещений отдельных людей, а не для случайных, совпадающих по времени людей. », — говорит Сара Ахади, соавтор и бывший научный сотрудник Google Research, а сейчас старший специалист по вычислительной биологии в Alkahest.
Отмечая, что eyeAge не зависит от фенотипического возраста (хорошо зарекомендовавшие себя часы старения, основанные на маркерах крови), Ахади добавляет: «Мы смотрим на старение через другую призму и собираем больше информации. Мы надеемся, что eyeAge будет использоваться вместе с другие часы, чтобы сделать отслеживание старения более надежным, мощным и всеобъемлющим».
GWAS был проведен в Институте Бака с использованием биологических образцов, доступных в Британском биобанке. Кеннет Уилсон, постдоктор из Института Бака, подтвердил некоторые гены, которые были выделены в анализе, основываясь на предыдущем исследовании Бака, которое выявило связь между диетой, здоровьем глаз и продолжительностью жизни у дрозофилы. Уилсон идентифицировал почти 30 генов из образцов пациентов, которые связаны со снижением зрения, диабетом, потерей слуха, болезнью Альцгеймера, сердечно-сосудистыми заболеваниями и инсультом. Ранее было показано, что один из генов, ALKAL2, увеличивает продолжительность жизни у дрозофилы (через гомолог мух ALK). Когда Уилсон отключил ген у мух, это улучшило их зрение в более позднем возрасте и увеличило продолжительность их жизни.
Капахи говорит, что результаты исследования созрели для дальнейшего изучения. «Было бы очень информативно понять, как эти гены, которые уже связаны с другими возрастными заболеваниями, влияют на изменения, которые мы наблюдаем в глазах», — говорит он. «Это человеческие данные, которые обеспечивают цели для потенциальных методов лечения возрастных заболеваний. Тот факт, что мы можем отслеживать их эффективность таким недорогим, неинвазивным способом, является огромным плюсом».
