Mã vạch AI phát hiện tế bào thây ma lão hóa mà không phá hủy mô

Chỉnh sửa bởi: Svitlana Velhush

Các nhà khoa học từ Viện Công nghệ Massachusetts đã đề xuất một phương pháp nhận diện các tế bào lão hóa trong mô sống mà không cần phá hủy chúng. Phương pháp này kết hợp kính hiển vi Raman, vốn đọc thành phần hóa học của tế bào qua phổ ánh sáng phản xạ, với dữ liệu biểu hiện gen và học máy. Kết quả thu được là một «mã vạch» độc nhất — một tập hợp các đặc trưng phổ, nhờ đó có thể phân biệt «tế bào thây ma» với tế bào bình thường.

Theo tuổi tác, trong cơ thể tích tụ những tế bào đã ngừng phân chia nhưng không chết. Chúng tiết ra các tín hiệu viêm và góp phần vào sự phát triển của ung thư, xơ hóa và các rối loạn do tuổi tác khác. Các dấu hiệu cổ điển, như protein p16 và p21, đòi hỏi phải cố định và phá hủy mẫu, vì vậy không thể dùng chúng để chẩn đoán khi còn sống. Cách tiếp cận mới giải quyết vấn đề này: phổ Raman ghi nhận những thay đổi trong lipid và các phân tử khác mà không can thiệp vào tế bào.

Các nhà nghiên cứu đã so sánh mô da và phổi của chuột non và chuột già. Trong các mẫu già, sự tổng hợp và tích tụ lipid tăng rõ rệt, còn ở da thì các con đường liên quan đến co cơ và tái cấu trúc chất nền ngoại bào trở nên mạnh hơn. Ở phổi, các gen của phản ứng miễn dịch và viêm được kích hoạt. Những chuyển dịch sinh hóa này đã trở thành cơ sở cho tập dữ liệu huấn luyện của thuật toán.

Học máy đã chọn ra từ hàng nghìn đỉnh phổ một số đỉnh then chốt, tương quan chính xác nhất với trạng thái lão hóa tế bào. Giờ đây, theo ý tưởng của các tác giả, chỉ cần ghi nhận phổ trong một vài dải đặc trưng là đủ để xác định với xác suất cao liệu tế bào đã bước vào trạng thái già hóa hay chưa. Phương pháp hiện mới chỉ được thử nghiệm trên chuột và trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Ưu điểm của cách tiếp cận này là rõ ràng: nó không cần sinh thiết và trong tương lai cho phép theo dõi động thái tích tụ tế bào thây ma theo thời gian thực. Tuy nhiên, dữ liệu còn hạn chế ở các mô hình động vật, và việc chuyển sang người sẽ đòi hỏi kiểm chứng trên mô người cùng các thử nghiệm lâm sàng. Ngoài ra, kính hiển vi Raman vẫn chưa trở thành công cụ thường quy trong lâm sàng — thiết bị đắt tiền và cần được đào tạo chuyên biệt.

Nếu phương pháp này chứng minh được độ tin cậy, nó có thể thay đổi quan niệm về cách đo tuổi sinh học của mô. Thay vì các dấu hiệu gián tiếp trong máu hay các phép thử phá hủy, sẽ có khả năng «đọc» trạng thái tế bào một cách trực tiếp và không xâm lấn. Điều này sẽ đưa đến gần hơn thời điểm mà các liệu pháp nhằm loại bỏ hoặc trẻ hóa tế bào lão hóa có thể dựa trên dữ liệu chính xác, mang tính cá nhân về sự phân bố của chúng trong cơ thể.

6 Lượt xem

Nguồn

  • AI“条形码”可识别衰老组织中“僵尸细胞”

Bình luận

Đọc thêm bài viết về chủ đề này:

🚨: These Butterflies Live Nearly a Year by Slowing Down Aging Itself 🦋⏳ A study from the University of Bristol, published in Nature Communications, has revealed that tropical Heliconius butterflies have evolved an extraordinary ability: they age far more slowly than most

Image
Image
Reply
Bạn có phát hiện lỗi hoặc sai sót không?Chúng tôi sẽ xem xét ý kiến của bạn càng sớm càng tốt.