Российские ученые разработали искусственную глубокую нейросеть для выявления геропротекторов — веществ, способных увеличивать продолжительность жизни. Результаты исследования представлены в журнале Aging.
©Wikipedia
Старение — многофакторный процесс, который выражается в нарастающей дисфункции систем организма. Известно, что основой старения являются изменения во всех тканях и клетках тела, часто генетически обусловленные. Несмотря на это, возрастное «увядание» считается обратимым, поэтому ученые ищут медикаментозные способы для увеличения продолжительности жизни. Сейчас известно более 200 веществ с таким эффектом. Однако их поиск и коммерциализация затруднены из-за ограничений клинических исследований.
Чтобы упростить поиск геропротекторов, ученые из Московского физико-технического института и других учреждений разработали компьютерный алгоритм GeroScope. Для этого ученые проанализировали транскриптомные данные в образцах, полученных от 22 доноров в возрасте 15–30 лет и от 35 доноров старше 60 лет. Затем с помощью моделирования они реконструировали клеточные изменения, характерные для старения (как правило, они связаны с метаболизмом и передачей сигнала), и тестировали ткани на 10 потенциальных геропротекторах.
Помимо донорских, ученые использовали клеточные линии эмбриональных фибробластов (также применяются в процедурах по омоложению кожи) легких человека, которые были искусственно «состарены» или «омоложены». Эффект препарата оценивался, среди прочего, по уровню бета-галактазидазы — фермента, катализирующего расщепление лактозы, и одного из маркеров старения. При этом авторы классифицировали вещества по двум критериям: «омоложению», или обратимости процесса, и увеличению продолжительности жизни.
Анализ показал, что алгоритм успешно справляется с прогнозированием эффектов, а рассматриваемые вещества приводят к различным результатам. Так, нордигидрогваяретовая кислота (NDGA) не оказала на клетки омолаживающего воздействия и сократила продолжительность их жизни. Мирицетин произвел незначительный омолаживающий эффект, а галлат эпигаллокатехина (EGCG), содержащийся, например, в чае, — выраженный. В свою очередь ацетил-L-цистеин (NAC) значительно увеличил продолжительность жизни.
Ученые выразили надежду на то, что препараты, особенно NAC и PD-98059 (ингибитор киназы MEK1), будут допущены к клиническим исследованиям. Авторы также продолжат использование алгоритма GeroScope для поиска потенциальных геропротекторов. Подчеркивается, что нейросеть рассчитана на работу именно с клетками человека, поскольку, по статистике, 92 процента лекарств, показавших эффективность на животных, затем провалили испытания на людях. Информация о веществах-кандидатах доступна на сайте Geroprotectors.org.
