El envejecimiento promueve la disminución de la función pulmonar y aumenta la susceptibilidad a las enfermedades del tracto respiratorio. Para comprender estos efectos en detalle, los investigadores analizaron el proceso de envejecimiento en el pulmón a nivel de células individuales utilizando enfoques de IA.
El pulmón es un órgano altamente complejo en el que una gran cantidad de células muy diferentes tienen que trabajar juntas para permitir la respiración normal y la protección contra la infección. Si un pulmón humano con todas sus ramas se extendiera en el suelo, cubriría unárea de aproximadamente 70 m². Cuando se considera que las células tienen un tamaño de unas pocas milésimas de milímetro y están compuestas por unos 40 tipos de células diferentes y altamente especializadas, se puede comenzar a comprender la complejidad involucrada en la investigación de procesos que afectan a todopulmón. Sin embargo, los avances tecnológicos han abierto nuevas posibilidades en este campo para los científicos.
"Para el estudio actual, analizamos los cambios entre los pulmones jóvenes y viejos hasta el nivel de células individuales en un modelo preclínico", explica el Dr. Herbert Schiller. Es un líder del grupo de investigadores jóvenes DZL en el Instituto de Biología Pulmonar yEnfermedades en Helmholtz Zentrum München y dirigió el estudio junto con el Prof. Fabian Theis, Director del Instituto de Biología Computacional. "Esto fue posible gracias a las nuevas técnicas de análisis de células individuales. De este modo, pudimos identificar la actividad genética en el pulmón individual.células y lo atribuyen a los cambios en los productos genéticos correspondientes, es decir, a las proteínas ", explica el Dr. Schiller. Con el fin de cotejar e interpretar de manera significativa todos estos datos, el equipo confió en los enfoques de IA:" La gran cantidad de datos esdifícil de analizar para los humanos. Es por eso que desarrollamos algoritmos que nos ayudan a reconocer la estructura de los datos y las regulaciones biológicas ocultas en ellos ", señala Fabian Theis.
El estudio mostró que, con el aumento de la edad, los genes en las células ya no se comportan de manera sincronizada. "Mientras que en los pulmones más jóvenes, un tipo de célula particular controlará la actividad del gen con mucha precisión, la actividad genética de las células pulmonares más viejas yasí también su identidad es menos constante ", explica Herbert Schiller. Los científicos están trabajando bajo el supuesto de que las células pierden el control epigenético durante el proceso de envejecimiento, lo que resulta en diferentes actividades genéticas. Además, demostraron que ciertas vías metabólicas en las células pulmonares sonalterado con el aumento de la edad.
Pero los cambios también ocurren fuera de las células: "La estructura de la llamada matriz extracelular, en otras palabras, la red de proteínas que rodea las células, cambia con la edad", explica Schiller. "Esto puede, por ejemplo,alteran la composición de las proteínas estructurales conocidas como colágenos ". Los científicos ahora esperan colaborar con sus pares internacionales para verificar los hallazgos de su estudio actual en el cuerpo humano." Las enfermedades pulmonares representan cada sexta muerte en todo el mundo ", Herbert Schillernotas: "Para contrarrestarlos, debemos entender cómo cambia el pulmón en el transcurso de la vida e identificar las áreas donde la intervención terapéutica puede ser posible".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz Zentrum München - Centro Alemán de Investigación para la Salud Ambiental . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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