Un grupo de científicos creó una herramienta de inteligencia artificial llamada ‘ChromAgeNet’, diseñada para identificar el envejecimiento en las células madre sanguíneas mediante el examen de la estructura tridimensional del ADN en el núcleo. Este desarrollo puede acelerar la búsqueda de fármacos orientados a rejuvenecer el sistema inmunitario.
La investigación, dada a conocer en la revista científica Aging Cell, evidencia que la organización de la cromatina aporta datos fundamentales acerca de la edad biológica y posibilita determinar de forma masiva si un tratamiento logra revertir dicho deterioro.
El estudio estuvo a cargo de las investigadoras Maria Carolina Florian, del Institut d’Investigació Biomèdica de Bellvitge (IDIBELL), y Paula Petrone, del Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS) y del Instituto de Salud Global de Barcelona (ISGlobal).
«Nosotros trabajamos con células madre de la médula ósea e intentamos analizar lo que va cambiando con el paso del tiempo cuando los individuos -hasta ahora ratones- envejecen», señaló Florian.
Para el entrenamiento del modelo informático de ‘ChromAgeNet’, las especialistas examinaron imágenes tridimensionales de núcleos de células madre de ratón por medio de redes neuronales convolucionales.
«El ADN tiene una estructura tridimensional precisa que va cambiando con el tiempo y desplegamos una IA capaz de ver esos cambios tan sutiles que no necesariamente se perciben con el ojo humano», indicó Petrone.
El algoritmo logró una precisión del 77 % en la clasificación correcta de los núcleos entre jóvenes y envejecidos, superando a los modelos convencionales al identificar patrones en la periferia nuclear a través de DAPI, una tinción estándar de bajo coste.
«Esta técnica es explicable y nos permite entender qué es lo que el algoritmo encuentra en estas imágenes para poder relacionarlo con los procesos biológicos», agregó la investigadora del BSC-CNS.
Los análisis demostraron que la cromatina se presenta de manera más compacta y organizada en los bordes del núcleo en las células jóvenes, mientras que en las células envejecidas este material se observa disperso y desorganizado.
«Esta tecnología nos ha ayudado a identificar mecanismos que podemos dirigir para revertir el envejecimiento celular, un paso clave porque estas células madre pueden regenerar todo el tejido hematopoyético y lograr un cambio en todo el organismo», afirmó Florian.
Como prueba de concepto, las autoras aplicaron ‘ChromAgeNet’ a células envejecidas que recibieron tratamientos con fármacos epigenéticos, con el fin de comprobar si estos compuestos restauraban en la cromatina una arquitectura característica de un estado más joven.
Asimismo, el equipo multidisciplinario compartió con la comunidad científica internacional tanto el código de la herramienta como una base de datos pública de imágenes tridimensionales de células madre, con el propósito de impulsar el desarrollo de nuevos modelos computacionales.
«Nuestro objetivo futuro es identificar nuevos fármacos que podemos utilizar para mejorar el sistema inmunitario y la calidad de vida de la gente mayor», puntualizó la investigadora del IDIBELL.
