Источник:
Стартап InSilico Medicine, основанный в Мэриленде ученым российского происхождения Алексом Жаворонковым, специализируется на применении искусственного интеллекта в биомедицине и, в частности, в геронтологии. На прошлой неделе Жаворонков и его коллеги сообщили в научной статье, что микробы, обитающие в кишечнике человека, позволяют довольно точно предсказать возраст своего хозяина.
В последнее время появляется все больше научных работ, посвященных влиянию кишечных бактерий на различные аспекты физиологии человека. К примеру, эти бактерии позволяют предсказывать эффективность противораковой терапии с помощью чекпойнт-ингибиторов, и, разумеется, непосредственно участвуют в процессах питания. Можно было ожидать, что анализ полной совокупности всех микробов кишечника позволит делать очень точные предсказания о здоровье и физиологии человека. Проблема, однако, состоит в том, что число известных видов кишечных бактерий превышает тысячу, но при этом их состав сильно варьирует не только у разных людей, но даже у одного человека в разных обстоятельствах жизни.
Исследователи из Мэриленда поставили себе задачу разобраться в этом океане данных, и для этого заручились помощью искусственного интеллекта. Были проанализированы 3600 образцов из 1165 здоровых пациентов. Учитывалось наличие и доля 95 видов распространенных кишечных бактерий. Испытуемые были разбиты на три возрастные группы: до 40 лет, от 40 до 60 и от 60 до 90 лет. При этом 9/10 этой выборки программа машинного обучения использовала для анализа данных, выискивая закономерности в микробиомах людей разного возраста. Для оставшихся 10% испытуемых алгоритм попытался предсказать их фактический возраст на основе набора их кишечных бактерий. Попытка оказалась успешной: ошибка предсказания не превышала 4 лет. При этом из 95 видов бактерий существенный вклад в прогноз вносили 39. Одни виды бактерий с возрастом накапливались в кишечнике, а доля других снижалась.
Попытки найти в человеческом организме «печать возраста» предпринимались давно: одно время большие надежды связывали с процессом укорочения теломер в некоторых клетках. В последние годы набирает популярность «метод Хорвата» , позволяющий предсказывать возраст человека по картине метилирования его ДНК. Во всех этих случаях безответным пока остается вопрос о причинно-следственной связи: являются ли наблюдаемые изменения важной частью механизма старения или просто его следствием? Если изменения микрофлоры кишечника действительно вносят функциональный вклад в процессы старения, возникает заманчивая возможность замедлить эти процессы, искусственно манипулируя кишечными бактериями.
Однако даже если это и не так, обнаруженная Жаворонковым и его коллегами закономерность очень важна для геронтологии. Если в кишечнике человека существует таймер, отсчитывающий истинный биологический возраст, его можно использовать, чтобы анализировать влияние тех или иных препаратов или образа жизни на долголетие. По словам Жаворонкова, это дает исследователям в руки инструмент, чтобы оценивать эффективность различных терапий: «Вам больше не нужно ждать, пока пациент умрет, чтобы проводить эксперименты по продлению жизни».
