Они показывают, что наши органы стареют с разной скоростью.

Часы показали, что такие заболевания, как диабетическая ретинопатия и увеит, вызывают ускоренное старение определенных типов клеток. Кроме того, исследователи также обнаружили в глазной жидкости белки, связанные с болезнью Паркинсона, что, как они пишут, может проложить путь к более раннему диагнозу болезни Паркинсона.

«Удивительная особенность глаз заключается в том, что мы можем заглянуть внутрь и увидеть происходящие заболевания в реальном времени», — говорит ведущий автор Винит Махаджан, хирург и профессор офтальмологии в Стэндфордский Университет (США.). «Нашей главной целью было связать эти анатомические изменения с тем, что происходит на молекулярном уровне в глазах наших пациентов».

Из глаз трудно взять образцы у живых пациентов, потому что, как и мозг, они не обладают способностью к регенерации, а биопсия тканей может привести к непоправимому повреждению.

Альтернативный метод — использование жидкой биопсии: образцы жидкости берутся вблизи интересующих клеток или тканей.

Но, хотя жидкая биопсия может дать представление о том, какие белки присутствуют в интересующей области, до сих пор их способность измерять большие количества белков в небольших объемах жидкости была ограничена, и они также не могут предоставить информацию о том, какие белки присутствуют. . в интересующем регионе.

Чтобы составить карту производства белка различными типами клеток в глазу, команда Махаджана использовала метод высокого разрешения для характеристики белков в 120 жидких биопсиях, взятых из водянистой жидкости или стекловидного тела пациентов, перенесших операцию на глазу.

В общей сложности они идентифицировали 5953 белка, что в десять раз превышает количество белков, охарактеризованных ранее в аналогичных исследованиях.

Используя созданный ими программный инструмент под названием TEMPO, исследователи смогли отследить каждый белок до определенных типов клеток.

Чтобы исследовать взаимосвязь между заболеванием и молекулярным старением, исследователи создали модель машинного обучения искусственного интеллекта, которая может предсказывать молекулярный возраст глаза на основе подмножества из 26 белков. Модель смогла точно предсказать возраст здоровых глазно показало, что эти заболевания связаны со значительным молекулярным старением.

Так, в случае диабетической ретинопатии степень старения увеличивалась по мере прогрессирования заболевания и это старение ускорялось до 30 лет у лиц с тяжелой (пролиферативной) диабетической ретинопатией. Эти признаки старения иногда наблюдались до того, как у пациента проявлялись клинические симптомы основного заболевания, и сохранялись у пациентов, успешно прошедших лечение.

Контролируемое старение

Исследователи также обнаружили несколько белков, связанных с болезнью Паркинсона. Эти белки обычно идентифицируются посмертно, и современные диагностические методы не способны их обнаружить, что является одной из причин, почему диагностика болезни Паркинсона так трудна. Обнаружение этих маркеров в глазной жидкости может позволить более раннюю диагностику болезни Паркинсона и последующий терапевтический мониторинг.

Авторы говорят, что эти результаты позволяют предположить, что старение может быть органо- или даже клеточно-специфичным, что может привести к прогрессу в точной медицине и планировании клинических исследований. «Эти результаты показывают, что наши органы стареют с разной скоростью», — говорит первый автор и офтальмолог Джулиан Вольф. «Использование таргетных антивозрастных препаратов может стать следующим шагом в профилактической и точной медицине.».

Команда планирует охарактеризовать образцы от большего числа пациентов и более широкого спектра глазных заболеваний. Он также считает, что его метод можно использовать для характеристики других тканей, из которых трудно получить образцы. Например, жидкую биопсию спинномозговой жидкости можно использовать для изучения или диагностики головного мозга, синовиальной жидкости — для исследования суставов, а мочи — для исследования почек.