Qualquer conjunto suficientemente complexo de dados biológicos pode ser usado para produzir um relógio envelhecido by way of aprendizado de máquina abordagens, gerando alguma combinação de valores que refletem idade biológica. Isso é possível porque o carga de dano e disfunção Associado ao envelhecimento produz mudanças características nos dados biológicos. Os novos relógios são publicados pela comunidade de pesquisa em um ritmo justo nos dias de hoje, como o relógio relatado no artigo de acesso aberto de hoje. Foi construído de transcriptômico dados derivados de MicrogliaAssim, imune inato células do cérebro. É uma ferramenta de pesquisa, impraticável para uso médico, dada a dificuldade de obter células residentes no cérebro de um indivíduo vivo.
A existência de um relógio não nos diz nada da maneira pela qual os componentes do relógio se relacionam com formas específicas de dano e disfunção, apenas para que possam estar correlacionadas. Um relógio poderia, em princípio ômicos medida, como o nível de um específico transcriçãoe descreva com precisão como isso se relaciona com o envelhecimento. Assim, não se pode confiar em um relógio para avaliar com precisão as terapias potenciais que lança idade e rejuvenescimento até que ela tenha sido calibrada contra essas terapias. Isso levará algum tempo e, embora o crescente corpo de dados do relógio de vários estudos seja muito interessante, essa calibração ainda não acontece de maneira abrangente para qualquer um dos relógios desenvolvidos até o momento.
“Relógios de envelhecimento biológico”-Marcadores moleculares compostos que se pensam em capturar a idade biológica de um indivíduo foram tradicionalmente desenvolvidos através de análises de nível a granel de células e tecidos mistos. No entanto, evidências recentes destacam a importância de obter insights de nível único sobre o processo de envelhecimento. As microglia são células imunes -chave no cérebro demonstradas para se adaptar funcionalmente no envelhecimento e na doença. Estudos recentes geraram Seqüenciamento de RNA de célula única (SCRNA-seq) conjuntos de dados isso transcricionalmente Microglia de perfil durante o envelhecimento e desenvolvimento. Aproveitando esses conjuntos de dados em humanos e ratos, desenvolvemos e comparamos abordagens computacionais para gerar resumos em todo o transcriptoma a partir da Microglia para estabelecer relógios de envelhecimento robustos e aplicáveis.
Nossos resultados revelam que abordagens de resumo baseadas em frequência não supervisionadas, que codificam distribuições de células entre subtipos moleculares, atingem um equilíbrio em precisão, interpretabilidade e eficiência computacional. Notavelmente, nossos marcadores de microglia derivados computacionalmente alcançam forte precisão na previsão da idade cronológica em três conjuntos de dados de células únicas, sugerindo que a microglia exibe mudanças características em expressão gênica Durante o envelhecimento e o desenvolvimento, que podem ser computacionalmente resumidos para criar marcadores robustos do envelhecimento biológico.
Extrapolamos ainda e demonstramos a aplicabilidade de relógios de microglia baseados em células de célula para prontamente disponíveis dados de RNA-seq a granel com uma entrada ambiental (estresse no início da vida), indicando o potencial de ampla utilidade de nossos modelos entre as modalidades genômicas e para testar hipóteses sobre como as contribuições ambientais afetam a idade do cérebro. Esses marcadores derivados de células podem produzir insights sobre os determinantes do envelhecimento cerebral, promovendo intervenções que modulam benéficamente as trajetórias de saúde e doenças.
