ИИ научился определять возраст стволовых клеток крови по изображениям
Ученые разработали ИИ-инструмент ChromAgeNet, который по трехмерной структуре ДНК в ядре клетки определяет связанные со старением изменения в стволовых клетках крови. Результаты опубликованы в журнале Aging Cell.
Исследователи из Биомедицинского исследовательского института Бельвитже, Барселонского суперкомпьютерного центра и других научных организаций создали модель ChromAgeNet, способную различать молодые и стареющие гемопоэтические стволовые клетки.
Для обучения модели ученые использовали трехмерные микроскопические изображения ядер стволовых клеток крови мышей, окрашенных DAPI — красителем, который позволяет визуализировать ДНК. С помощью сверточной нейронной сети ChromAgeNet научилась находить характерные для возраста особенности организации хроматина.
Модель правильно различала молодые и старые клетки примерно в 77% случаев. При этом часть выявляемых ИИ различий практически невозможно заметить невооруженным глазом. Среди наиболее информативных признаков оказались особенности распределения хроматина внутри ядра, в том числе его энтропия и расположение гетерохроматина у края ядра.
По словам исследователей, такой подход может дополнить существующие способы оценки биологического возраста клеток, включая эпигенетические часы, основанные на изменениях ДНК.
Ученые также проверили, можно ли использовать ChromAgeNet для поиска потенциальных методов клеточного «омоложения». Модель анализировала стволовые клетки, обработанные эпигенетическими препаратами, и выявляла изменения в организации хроматина, связанные с возрастом. При этом авторы подчеркивают: результаты не доказывают функционального омоложения клеток, а лишь показывают, что инструмент способен фиксировать изменения, возникающие после воздействия препаратов.
ChromAgeNet использует недорогой краситель DAPI и относительно небольшой набор параметров, поэтому в будущем его можно будет применять для анализа большого количества образцов. Это потенциально позволит быстрее проверять различные соединения в поисках способов сохранить или восстановить функции стволовых клеток крови.
Подпишитесь на «Инк» в Telegram. Там мы пишем нескучным языком о самом важном для предпринимателей. Подписаться.
