Uma ferramenta de inteligência artificial identifica padrões ligados ao envelhecimento em imagens de microscópio de células-tronco do sangue. Chamada ChromAgeNet, ela analisa como a cromatina está organizada em três dimensões.
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Modo Vitta: Foco e EquilíbrioPara mentes que não param: alinhe tarefas, rotina, hábitos, foco e metas num só app.Ver no Google Play →A cromatina é o material do núcleo da célula feito principalmente de DNA e proteínas. Ela empacota o DNA e regula quais genes ficam ativos, o que ajuda a definir a identidade e a função da célula.
O estudo foi liderado por Maria Carolina Florian, pesquisadora do programa de Medicina Regenerativa do Instituto de Pesquisa Biomédica de Bellvitge (IDIBELL). A outra líder é Paula Petrone, pesquisadora do Centro de Supercomputação de Barcelona (BSC-CNS) e do Instituto de Saúde Global de Barcelona (ISGlobal). O trabalho foi parte central da tese de doutorado de Pablo Iañez, pesquisador do ISGlobal. Os resultados foram publicados na Aging Cell.
Para criar o modelo, os pesquisadores analisaram imagens em três dimensões de núcleos de células-tronco do sangue de camundongos. Os núcleos foram tingidos com DAPI, uma técnica simples e muito usada para deixar o DNA visível. Com uma rede neural convolucional, um tipo de modelo de inteligência artificial feito para analisar imagens, o ChromAgeNet aprendeu a separar células jovens de envelhecidas.
Com base na aparência do núcleo, o modelo teve 77% de probabilidade de classificar corretamente as células como jovens ou envelhecidas. O desempenho foi melhor que o de outro modelo, baseado em características da cromatina que os pesquisadores tinham definido antes.
As diferenças ligadas ao envelhecimento não são necessariamente visíveis a olho nu nas imagens de microscópio. As mudanças na estrutura do núcleo podem ser sutis. O ChromAgeNet, no entanto, consegue identificar combinações de características da cromatina que trazem informação sobre o estado de envelhecimento da célula.
A equipe também explorou o potencial do ChromAgeNet para testar tratamentos que poderiam mudar características ligadas à idade. Para demonstrar a ideia, os pesquisadores aplicaram o modelo a células-tronco envelhecidas tratadas com diferentes drogas. O objetivo era ver se os tratamentos deixavam a cromatina organizada como a de uma célula mais jovem.
Os resultados não demonstram que os tratamentos rejuvenesceram o funcionamento das células. Mas mostram o potencial da ferramenta para detectar mudanças ligadas à idade após tratamentos e para ajudar a explorar possíveis formas de rejuvenescer células.
O DAPI é um corante de baixo custo e fácil de incluir nas rotinas de microscopia. Segundo o Medical Xpress, o uso do corante e o tamanho pequeno do modelo poderiam tornar o ChromAgeNet adequado para analisar grandes quantidades de amostras. No futuro, ainda segundo o Medical Xpress, isso poderia ajudar a estudar muitos compostos e a acelerar a identificação de candidatos para rejuvenescer células.
Os pesquisadores também deixaram à disposição da comunidade científica um conjunto de imagens em três dimensões dessas células, junto com o ChromAgeNet. O material poderia apoiar a criação e a validação de novas ferramentas de computador para estudar o envelhecimento dessas células. Essa é uma área com poucos conjuntos de imagens disponíveis ao público.
