הגיל שבתעודת הזהות אינו בהכרח הגיל של הלב, הכליות או המוח. מחקר חדש שפורסם (14.8.26) ב-Nature Medicine מציג מערכת של "שעוני רקמה" מבוססי בינה מלאכותית, שנועדה להעריך עד כמה איבר מסוים נראה צעיר או מבוגר ביחס לגילו הכרונולוגי של האדם. החוקרים מ-CeMM של האקדמיה האוסטרית למדעים ומאוניברסיטת וינה ניתחו 25,712 תמונות היסטולוגיות מ-40 סוגי רקמות של 983 בני אדם, ובהן מוח, לב, ריאות, כליות, לבלב, עור ומעי.
המודלים למדו לזהות שינויים במבנה המיקרוסקופי שמתרחשים עם השנים. הגיל היה למעשה אחד הגורמים החזקים ביותר שהשפיעו על מראה הרקמות, והשעונים שפיתחו החוקרים העריכו את גילן בטעות ממוצעת של כ-4.9 שנים. חשוב מכך, כאשר רקמה נראתה "מבוגרת" יותר מכפי שהייתה אמורה להיות לפי גיל האדם, הדבר לווה בקיצור טלומרים, ביותר מחלות כרוניות ובשינויים פתולוגיים ברקמה.
כל איבר מזדקן בלוח זמנים אחר
אחד הממצאים הבולטים היה שההזדקנות אינה מתקדמת באותו קצב בכל הגוף. בריאות, בכליות, בלבלב ובבלוטת יותרת הכליה נראו סימנים של הזדקנות מואצת כבר בגילים 20-40, בעוד רקמות אחרות הציגו מסלולים מורכבים יותר. ברחם, למשל, זוהה שינוי בולט סביב גיל המעבר. החוקרים מצאו גם מאפיינים משותפים להזדקנות של רקמות שונות, ובהם ירידה בהתחדשות תאי אפיתל, ניוון רקמה, דלדול של כלי דם קטנים ועלייה בהצטלקות.
המערכת גם הצליחה לקשור בין מחלות לבין איברים מסוימים: אי-ספיקת כליות לוותה בסימני הזדקנות מואצת בכמה רקמות, ואילו בסוכרת בלטה ההשפעה בלבלב. המשמעות היא שה"שעון" אינו מודד רק חלוף זמן, אלא כנראה קולט גם שינויים מבניים שמבטאים את מצבה הפיזיולוגי של הרקמה.
הבעיה: אי-אפשר לקחת ביופסיה מכל איבר
מבחינה מחקרית אפשר להעריך גיל של כבד או מוח מתוך פרוסת רקמה, אבל זו אינה דרך מעשית לבדיקת אדם בריא. לכן החוקרים ניסו לעשות צעד נוסף: הם חיברו את פער הגיל שנלמד מתמונות הרקמה לדפוסי ביטוי גנים שנמדדו בדם של אותם אנשים, ופיתחו מודלים שמנסים להסיק מן הדם מהו קצב ההזדקנות של איברים שונים.
המודלים נבחנו לאחר מכן ב-1,205 דגימות מתשעה מאגרים עצמאיים. אצל חולי אלצהיימר האות הבולט ביותר של הזדקנות מואצת הופיע במוח, ואצל חולי קרוהן במערכת העיכול. חתימות אופייניות נמצאו גם בשבץ, סוכרת, סיסטיק פיברוזיס, זאבת ודלקת כלי דם. בכך מציג המחקר גשר מעניין בין מה שנראה במיקרוסקופ בתוך האיבר לבין אות שאפשר, לפחות עקרונית, לזהות בדגימת דם.
לא בדיקת דם שאומרת "הלב בן 73"
כאן חשוב לדייק. השיטה אינה מודדת ישירות את גילו של האיבר מתוך הדם, אלא משתמשת בדפוסי ביטוי גנים בדם כדי לנבא פער גיל שנלמד קודם מתמונות רקמה. לכן עדיין אין בדיקה רפואית שבה אדם מוסר דם ומקבל גיל מדויק לכל איבר.
גם העובדה שהמודל זיהה, למשל, "מוח מבוגר יותר" אצל חולי אלצהיימר אינה מוכיחה שהוא יכול לזהות אדם בריא שיפתח אלצהיימר בעוד עשר שנים. מאגרי האימות כללו אנשים שכבר סבלו ממחלות, ולכן השלב הבא החשוב יהיה מחקר מעקב שבו הדם נלקח לפני הופעת המחלה ונבדק אם האות אכן מנבא הידרדרות עתידית.
האפשרות לעקוב אחר הזדקנות של איבר מסוים באמצעות בדיקת דם עשויה להיות משמעותית במיוחד במחלות שבהן הנזק מתחיל שנים לפני הופעת התסמינים. אם המערכת תאומת במחקרים גדולים וארוכי טווח, אפשר יהיה בעתיד לעקוב אחר מוח, כבד, כליות או מערכת העיכול בלי לבצע ביופסיה, לזהות איבר שמראה סימני הזדקנות מואצת ולבחון אם טיפול או שינוי באורח החיים משנים את המסלול.
אבל מדובר עדיין בהוכחת היתכנות. מאגר הרקמות המרכזי התבסס על GTEx - דגימות שנלקחו ברובן לאחר המוות - ובו היו פי שניים גברים מנשים ורוב הנבדקים היו בני 20-70. בארבע מתוך 40 הרקמות לא היו די דגימות כדי לבנות שעון איכותי. בנוסף, הבדלים בדרך שבה מעבדות חותכות, צובעות וסורקות רקמות עלולים להקשות על העברת המודל בין מרכזים רפואיים.
הרעיון פורסם קודם - המאמר המלא חדש
גם מבחינת החדשנות יש מקום לדיוק: גרסה מוקדמת של העבודה, עם אותם מספרים מרכזיים של 25,712 תמונות, 40 רקמות, 983 בני אדם וטעות ממוצעת של 4.9 שנים, פורסמה כקדם-פרסום כבר ב-2024. הפרסום הנוכחי הוא הגרסה המלאה שעברה ביקורת עמיתים והתקבלה ל-Nature Medicine.
המחקר מומן בין היתר בידי Angelini Ventures מאיטליה, וכן קיבל תמיכה מפרויקט GTEx של המכונים הלאומיים לבריאות בארה"ב ומשירות TPU Research Cloud של Google.
החידוש המרכזי הוא אפוא לא עוד "שעון גיל" כללי, אלא ניסיון ליצור שעון נפרד לכל איבר, ללמוד אותו ישירות ממבנה הרקמה ואז לתרגם את אותה חתימת הזדקנות לאות שניתן לזהות בדם. אם הגישה תוכיח בעתיד שהיא מזהה הידרדרות עוד לפני הופעת מחלה, היא עשויה להפוך מכלי מחקרי לכלי מעקב רפואי.
תגובות
רגע, שקט פה מדי
דעתך חשובה - תהיו הראשונים להגיב על הכתבה