Ученые из Сколтеха опубликовали свое исследование, в котором доказали недостоверность используемых сейчас моделей для радикального омоложения тканей в живом организме под общим названием «часы старения». В статье, которая вышла в научном журнале Aging Cell, научные работники отметили необходимость разработки таких моделей, с помощью которых можно было бы эффективно отражать погрешности в оценке возраста разных живых клеток. При этом они предупредили, что такой подход приведет к более сдержанным выводам о результативности омоложения, зато поможет привести научные данные к реальности.
«Часы старения» являются группой моделей машинного обучения, с помощью которых ученые оценивают биологический возраст человека. Для получения этой информации используются многочисленные анализы крови, генетические тесты и другие исследования. В дальнейшем на основе результатов этих измерений создаются инструменты, которые, предположительно, могут влиять на омоложение, например, с помощью перепрограммирования клеток.
Перепрограммирование клеток является сейчас одним из наиболее популярных направлений работы медицинского и научного сообщества. Сейчас технология представляет собой процесс, при котором безвредный вирус доставляет в клетку фрагмент РНК с четырьмя генами – так называемыми факторами Яманаки. Они служат инструкцией для сборки определенных белков клеточными машинами, называемыми рибосомами.
Собранные белки, в свою очередь, отправляются в ядро клетки и активируют четыре «омолаживающих» гена в ее ДНК. Затем, в течение нескольких недель, клетка превращается в стволовую клетку, что «отматывает» ее возраст, делая моложе. Для того чтобы оценить успешность этих экспериментов и используются «часы старения», но теперь ученые задались вопросом, а достаточно ли они точны для дальнейшей работы?
Так, ученые Сколтеха выдвинули предположение, что сейчас погрешность, с которой они измеряют старение, слишком высока. Следовательно, применять этот инструмент для проверки омолаживающего воздействия перепрограммирования клеток неэффективно. В статье объясняется, что используемые методы обычно подтверждают факт успешного «омоложения», выдавая близкие к нулю или отрицательные оценки возраста клеток, результаты. Но ошибка состоит в том, что используемые модели обучались на обыкновенных клетках разного возраста, которые не подвергались серьезным воздействиям, в том числе факторам Яманаки – соответственно, эти результаты не могут сопоставляться с реальными результатами «обработанных» клеток.
Первый автор исследования, аспирант программы «Науки о жизни» Сколтеха Дмитрий Крюков, объясняет, что то, что делается сейчас, напоминает работу нейросетей, которые угадывают изображение на основе обучения на реальных фотографиях.
«Ее обучили на огромном массиве данных, и она генерирует почти безошибочные догадки. Но если показать ей мультяшную кошку или собаку, такой вопрос выходит за рамки ее компетенции. Модель может угадать и тут, но работа вне сферы применимости сопряжена с резким ростом неопределенности. А если пойти дальше и предложить модели фото дивана в виде животного, например, система все равно скажет «кот» или «собака», потому что других вариантов у нее нет. Разумеется, погрешность такого предсказания столь велика, что смысла в нем мало», – объяснил Крюков.
По его словам, ученые Сколтеха сейчас предлагают встраивать в методику «часов старения» механизм учета неопредленности, чтобы алгоритм сам оценивал то, насколько точны его результаты в каждом случае. Это поможет специалистам определиться с тем, какие выводы и результаты являются правдивыми, а какие – технической погрешностью.
Также работа в этом направлении подталкивает ученых создавать и другие пути оценки биологического возраста. Например, не просто показывать возраст клетки, но и оценивать, сколько осталось жить владельцу этой клетки: при наличии достаточных данных такой алгоритм справился бы со сравнением эффектов разных омолаживающих агентов.
Источник: Naked Science
распечатать статью
