L'horloge du vieillissement utilise l'IA pour prédire la santé immunitaire et l'apparition de la maladie

L’horloge du vieillissement utilise l’IA pour prédire la santé immunitaire et l’apparition de la maladie

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  • Une nouvelle horloge biologique s’appuie sur des biomarqueurs liés au système immunitaire pour identifier les modèles et le risque de maladie inflammatoire chronique et le bien-être du système immunitaire.
  • En analysant des échantillons de sang de 1001 personnes âgées de 8 à 96 ans, l’étude a établi une relation entre l’horloge inflammatoire du vieillissement (iAge) et la maladie totale, la longévité et la détérioration immunitaire.
  • L’iAge prédit la multimorbidité – l’accumulation de multiples maladies inflammatoires chroniques, la longévité et l’immunosénescence – c’est-à-dire la détérioration liée à l’âge et le mauvais fonctionnement du système immunitaire.

Les scientifiques ont généré un algorithme d’intelligence artificielle appelé « horloge inflammatoire du vieillissement (iAge) » qui peut prédire les maladies inflammatoires liées à l’âge et évaluer la santé globale du système immunitaire.

L’inflammation chronique systémique a des associations communes avec de nombreuses maladies liées à l’âge, notamment les maladies cardiaques, le cancer et les maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer. Cela est dû aux niveaux accrus de molécules impliquées dans les processus inflammatoires qui s’accumulent avec l’âge, causant des dommages à long terme à l’organisme.

L’algorithme d’iAge découle d’un examen approfondi de plusieurs biomarqueurs du système immunitaire dans le sang, ainsi que de l’identification de paramètres et de modèles associés à cette réponse inflammatoire chronique.

Un score iAge fournit aux individus leur âge en fonction de leur santé immunitaire et de leurs niveaux inflammatoires, par rapport à un ensemble de valeurs de référence et par rapport à leur âge en années. Un score iAge plus élevé indique un potentiel accru de maladie, tandis qu’un score inférieur suggère un système immunitaire relativement sain.

Les chercheurs décrivent les avantages et le fonctionnement de l’appareil dans un article récent de la revue Nature Aging. Nazish Sayed et Yingxiang Huang, du projet Stanford 1000 Immunomes de la faculté de médecine de l’Université de Stanford en Californie, ont codirigé l’étude.

Edifice Health, la société de biotechnologie qui a développé cette horloge, déclare qu’elle a également créé une liste d’actions suggérées, y compris “des combinaisons spécifiques de suppléments nutritionnels, de nutraceutiques, d’aliments médicaux, de médicaments sur ordonnance et de modification du mode de vie” pour traiter et abaisser l’âge d’un individu. But.

Valeurs de référence pour iAge

Pour créer un point de comparaison pour iAge, les scientifiques ont utilisé les données du Stanford 1000 Immunomes Project, qui a collecté des échantillons de sang d’une cohorte longitudinale de 9 ans de 1001 sujets âgés de 8 à 96 ans.

L’article note que contrairement à l’inflammation aiguë, qui est souvent due à une infection et pour laquelle les scientifiques ont identifié des molécules spécifiques liées à la réponse, l’inflammation chronique n’a pas d’ensemble défini de biomarqueurs liés à cette réponse.

En examinant ces échantillons de sang et en ajustant l’âge, le sexe, l’indice de masse corporelle et d’autres facteurs biologiques, les scientifiques ont pu effectuer une analyse plus approfondie du système immunitaire et identifier des biomarqueurs potentiels.

Quels biomarqueurs iAge prédit-il ?

Avec une méthode de comparaison non linéaire, le score iAge était en corrélation avec plusieurs paramètres d’inflammation tels que mesurés par les niveaux de molécules du système immunitaire présentes et leurs voies associées.

Multimorbidité

La multimorbidité désigne l’accumulation de multiples maladies inflammatoires chroniques.

La multimorbidité et l’iAge ont démontré une forte corrélation. Pour les sujets de plus de 60 ans, une augmentation de iAge avait des associations avec une augmentation de la multimorbidité. Les chercheurs ont également découvert que la quantité totale de certaines cellules T et cellules B, des globules blancs qui jouent un rôle dans la réponse immunitaire, démontrait une corrélation similaire.

Longévité

Pour un groupe de participants âgés de 100 ans et plus, les scientifiques ont comparé leur iAge à leur âge réel. Sur 19 participants, 68% ont démontré un score iAge relativement faible, tandis que seulement 31% appartenaient au groupe de rang élevé. En comparaison, un groupe témoin de personnes âgées a trouvé que seulement 23 % des sujets avaient un score iAge faible.

Les participants âgés de 100 ans et plus ont affiché un iAge inférieur à un taux significativement inférieur, ce qui suggère que “iAge est associé à une longévité exceptionnelle”.

Immunosénescence

L’immunosénescence décrit la détérioration et le mauvais fonctionnement du système immunitaire qui surviennent avec l’âge.

La protéine CXCL9, qui a des liens avec l’immunosénescence, a fourni la plus grande contribution au modèle iAge. CXCL9 est une petite protéine qui régule les réponses inflammatoires et immunitaires. Au départ, cette protéine avait des corrélations positives avec l’âge, et ses niveaux ont augmenté de manière significative à 60 ans.

Le mécanisme sous-jacent de CXCL9 dans l’immunosénescence peut être dû à l’altération du bon fonctionnement des cellules endothéliales. Ces cellules sont présentes dans la paroi des vaisseaux sanguins et leur fonction normale est de réguler le flux sanguin. Cependant, les cellules endothéliales endommagées peuvent favoriser les processus inflammatoires.

Un examen du rôle de cette protéine chez la souris a montré que les souris plus âgées avaient endommagé les cellules endothéliales avec de plus grandes quantités de CXCL9. Ces cellules endommagées ont conduit à des conditions d’athérosclérose. D’autres études ont également montré que ces cellules endothéliales endommagées entraînaient un épaississement du muscle cardiaque – de telles conditions sont les précurseurs des maladies cardiovasculaires.

Les scientifiques ont proposé qu’à mesure que la production de CXCL9 augmente avec l’âge, les cellules endothéliales sont endommagées, augmentant les signaux inflammatoires qui causent les maladies cardiovasculaires.

Cependant, lorsque les chercheurs ont inhibé CXCL9 chez les souris, ils ont partiellement restauré le bon fonctionnement des cellules endothéliales. Cela augmente le potentiel des thérapies ciblées CXCL9 en tant que mesure préventive pour retarder le vieillissement cellulaire et la maladie.

Application de l’horloge iAge

Cette technologie d’IA ouvre la possibilité d’un diagnostic précoce des conditions inflammatoires et du déclin du système immunitaire. Il peut aider à identifier les personnes à risque d’apparition précoce de la maladie et conduire à des mesures préventives pour améliorer la santé globale. Comme les auteurs le notent dans leur article :

« En appliquant des méthodes d’intelligence artificielle à la surveillance immunitaire en profondeur du sang humain, nous générons une horloge inflammatoire du vieillissement, qui peut être utilisée comme diagnostic compagnon pour informer les médecins de la charge inflammatoire et de l’état de santé général d’un patient, en particulier de ceux atteints de maladies chroniques. »

La génération d’iAge apporte des informations importantes sur le système immunitaire à une liste croissante d’horloges de vieillissement qui prédisent les conditions de santé sur la base de processus biologiques.

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