Naukowcy dostarczyli nowych informacji na temat starzenia się mięśni, identyfikując najważniejsze geny i mechanizmy za pomocą sztuczna inteligencja.
W tym badaniu, w którym analizowano ekspresję genów u młodszych i starszych osób dorosłych, podkreślono, że USP54 jest kluczowym genem odpowiedzialnym za degradację mięśni. Odkrycia sugerują potencjalne nowe cele w zakresie leków i interwencje oparte na ćwiczeniach fizycznych mające na celu zachowanie masy mięśniowej i zapobieganie niepełnosprawności związanej z wiekiem.
Naukowcy z Nottingham Trent University mają nadzieję, że ich nowe odkrycia pomogą opóźnić skutki starzenia się.
Starzenie się mięśni to naturalny proces, którego doświadcza każdy, prowadzący z biegiem czasu do stopniowej utraty masy mięśniowej, siły i wytrzymałości. Spadek ten jest ściśle powiązany ze wzrostem liczby upadków i niepełnosprawności fizycznej wśród osób starszych.
Przełom w badaniach nad starzeniem się mięśni
Badanie to dostarcza nowego wglądu w geny i mechanizmy odpowiedzialne za starzenie się mięśni. Naukowcy są przekonani, że zidentyfikowali potencjalne cele leków, torując drogę terapiom, które mogłyby spowolnić starzenie się mięśni i pomóc osobom cierpiącym na sarkopenię – schorzenie charakteryzujące się przyspieszoną utratą mięśni związaną ze starzeniem się.
Ćwiczenia fizyczne są obecnie jedyną zalecaną metodą leczenia starzenia się mięśni i sarkopenii, przynoszącą korzyści w postaci wydłużenia średniej długości życia i opóźnienia wystąpienia chorób związanych z wiekiem.
Nowe badanie obejmowało analizę zbiorów danych dotyczących ekspresji genów zarówno młodszych (w wieku 21–43 lat), jak i starszych (63–79) dorosłych, związanych zarówno ze starzeniem się mięśni, jak i ćwiczeniami oporowymi.
Sztuczna inteligencja i badania genów w starzeniu się mięśni
Wykorzystując sztuczną inteligencję, badacze byli w stanie zidentyfikować 200 genów najważniejszych wpływających na starzenie się lub ćwiczenia fizyczne lub będących pod ich wpływem, wraz z najsilniejszymi interakcjami między nimi.
Odkryli, że w szczególności jeden gen – USP54 – wydaje się odgrywać kluczową rolę w postępie starzenia się i degradacji mięśni u osób starszych.
Znaczenie wyników zostało następnie potwierdzone poprzez biopsję mięśni u osób starszych, gdzie stwierdzono wysoką ekspresję genu.
Odkryli także kilka potencjalnych genów związanych z ćwiczeniami oporowymi. Chociaż potrzebne są dalsze badania, zespół twierdzi, że mogłyby one pomóc w opracowaniu bardziej świadomych interwencji opartych na ćwiczeniach, ukierunkowanych na zachowanie masy mięśniowej u osób starszych, co byłoby kluczem do zapobiegania upadkom i niepełnosprawności.
Wydłużanie okresu zdrowia: skupienie się na starzeniu się mięśni
„Chcemy zidentyfikować geny, które możemy wykorzystać, aby opóźnić skutki procesu starzenia i wydłużyć okres zdrowia” – powiedziała dr Lívia Santos, ekspert w dziedzinie biologii układu mięśniowo-szkieletowego na Uniwersytecie Nottingham Trent.
Powiedziała: „Wykorzystaliśmy sztuczną inteligencję do identyfikacji genów, interakcji genów oraz szlaków i procesów molekularnych związanych ze starzeniem się mięśni, które do tej pory pozostawały nieodkryte. Dane analizowano na 20 różnych sposobów i za każdym razem stwierdzano, że istotne geny są takie same.
„Starzenie się mięśni to ogromne wyzwanie. W miarę jak ludzie tracą masę i siłę mięśni, zauważamy zmiany w ich chodzie, co zwiększa ich podatność na upadki, ale jednocześnie zwiększa się u nich ryzyko wystąpienia szeregu niepełnosprawności fizycznych, co stanowi poważny problem zdrowia publicznego.
„Musimy pilnie zrozumieć mechanizmy regulujące starzenie się mięśni. Ma to kluczowe znaczenie w zapobieganiu i leczeniu sarkopenii oraz umożliwianiu większego poziomu zależności wśród osób starszych”.
Potencjał sztucznej inteligencji do zrewolucjonizowania badań nad starzeniem się mięśni
Badaczka dr Janelle Tarum powiedziała: „To badanie sugeruje, że sztuczna inteligencja może potencjalnie przynieść korzyści w dziedzinie starzenia się mięśni i sarkopenii.
„AI nie była wcześniej stosowana w zakresie regulacji masy mięśni szkieletowych. Zmotywowało nas to do zastosowania go do odkrycia nowych genów, aby lepiej zrozumieć i przewidzieć sarkopenię, lub wykorzystać go jako cele terapii, które mogłyby przynieść korzyści w badaniach nad sarkopenią”.
O badaniu, w którym wzięły udział także szwedzkie szpitale uniwersyteckie Karolinska i Instytut Karolinska oraz Uniwersytet Anglia Ruskin, podano w czasopiśmie „The Guardian”. Journal of Cachexia, Sarkopenia i mięśni.
Odniesienie: „Analiza wnioskowania o sztucznej sieci neuronowej zidentyfikowała nowe geny i interakcje genów związane ze starzeniem się mięśni szkieletowych”, Janelle Tarum, Graham Ball, Thomas Gustafsson, Mikael Altun i Lívia Santos, 29 sierpnia 2024 r., Journal of Cachexia, Sarkopenia i mięśni.
DOI: 10.1002/jcsm.13562
