Анализ крови в 70 лет может предсказать итоговый возраст человека

Почему кому-то суждено встретить глубокую старость, а кто-то уходит рано? Ученые из Университета Миннесоты и Университета Дьюка в США решили поискать ответ на этот вопрос в самых глубинах человеческого организма — на молекулярном уровне. Их исследование, опубликованное в журнале Aging Cell, посвящено крошечным молекулам, курсирующим в нашей крови, — так называемым малым РНК, которые могут не просто предсказывать долголетие, но и влиять на него.

Если ДНК можно сравнить с генеральным планом здания, то РНК — это рабочие чертежи и бригадиры, которые следят, чтобы план был реализован правильно. Но особенно ученых заинтересовали малые РНК — крошечные молекулы, которые занимаются тонкой настройкой. Среди них выделяют микроРНК (miRNA) и piwi-взаимодействующие РНК (piRNA). Их задача — регулировать активность генов, включая и выключая их по мере необходимости.

Поскольку эти молекулы участвуют в фундаментальных процессах жизнедеятельности клеток, логично предположить, что они могут влиять и на то, как быстро мы стареем, и на наши шансы прожить долгую жизнь. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи проанализировали образцы крови более чем 1200 добровольцев в возрасте от 71 года и старше.

Перед учеными стояло несколько задач. Во-первых, выяснить, существуют ли конкретные малые РНК, которые статистически связаны с более продолжительной жизнью. Во-вторых, понять, можно ли использовать эти молекулы для клинически значимого прогноза выживаемости — то есть насколько точно анализ крови способен предсказать, кто проживет дольше. И в-третьих, определить, могут ли эти молекулы стать мишенями для будущих лекарств, которые помогут замедлить старение и продлить активную жизнь.

Ключевую роль в исследовании сыграл искусственный интеллект, но не обычный, а причинно-следственный. В чем разница? Традиционные модели машинного обучения отлично находят корреляции: например, они заметят, что люди, которые пьют кофе по утрам, в среднем живут дольше. Но сделают ли они из этого вывод, что кофе продлевает жизнь? Нет, они просто констатируют факт. Причинный ИИ идет дальше: он пытается понять механизм, отделить реальные причины от случайных совпадений. В случае с кофе он, возможно, выяснит, что дело не в самом напитке, а в том, что привычка пить кофе коррелирует с более высоким социально-экономическим статусом и доступом к качественной медицине.

Именно такой «думающий» ИИ, разработанный в Институте информатики здравоохранения Университета Миннесоты, позволил ученым не просто найти связь между малыми РНК и долголетием, а начать распутывать сложный клубок причин и следствий в процессах старения. Однако одной вычислительной мощи недостаточно. Чтобы результаты были не просто статистически красивыми, но и биологически осмысленными, команда объединилась с геронтологами из Университета Дьюка. Симбиоз позволил интерпретировать данные ИИ с учетом сложнейших реалий человеческого организма.

«Мы получили убедительные свидетельства того, что малые РНК — это не просто случайные попутчики, а мощные предикторы и, что еще важнее, потенциальные регуляторы выживаемости у пожилых людей», — комментирует Сиси Ма, соавтор исследования и доцент Института информатики здравоохранения Университета Миннесоты.

Количественное измерение этих молекул с помощью обычного анализа крови открывает дорогу к персонализированному мониторингу состояния человека и разработке принципиально новых терапевтических стратегий. Авторы работы подчеркивают, что их исследование — это еще и демонстрация нового подхода к научным открытиям. Встраивание причинно-следственного ИИ в биомедицинский «конвейер» позволяет резко ускорить путь от лабораторного наблюдения («какая-то странная молекула у долгожителей») до клинического решения («вот лекарство, которое воздействует на эту молекулу»). Такой масштабируемый подход в будущем может стать стандартом для поиска прорывных методов лечения самых разных заболеваний, включая те, что связаны со старением.