Los órganos envejecen a ritmos diferentes: pronto, un análisis de sangre podría revelar cuáles son.
Hay personas que parecen más jóvenes y otras más mayores de lo que realmente son. Pero, ¿a qué se debe esto y qué ocurre realmente en el interior del cuerpo?
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Los «relojes tisulares» basados en inteligencia artificial pueden estimar la edad biológica de los órganos humanos a partir de imágenes histológicas, según han demostrado investigadores del Centro de Investigación CeMM de Medicina Molecular de la Academia Austriaca de Ciencias y del Instituto Ludwig Boltzmann de Medicina en Red (LBI-NetMed) de la Universidad de Viena. Tras analizar más de 25 000 muestras de tejido de 40 tipos diferentes, su estudio revela que los órganos envejecen a ritmos distintos a lo largo de la vida y que estos cambios pueden detectarse incluso a partir de muestras de sangre. Los resultados, publicados en *Nature Medicine*, proporcionan un nuevo marco para comprender el envejecimiento y pueden abrir nuevas vías para el seguimiento de enfermedades y el diagnóstico precoz.
Algunas personas parecen envejecer más lentamente que otras; a los 60 años tienen el aspecto y el comportamiento de alguien de 45. Otras, en cambio, parecen haberse adelantado al calendario. Pero, ¿a qué se debe esto y qué ocurre realmente en el interior del cuerpo? ¿Envejece el hígado de forma diferente al cerebro? ¿Y es posible medir la diferencia entre la edad que figura en el pasaporte y la edad biológica de cada órgano?
Al combinar la inteligencia artificial con una de las mayores colecciones del mundo de imágenes de tejidos humanos, un nuevo estudio dirigido por André Rendeiro, investigador principal del CeMM y de LBI-NetMed, y del que son coautores principales Ernesto Abila, Iva Buljan y Yimin Zheng, da un gran paso hacia la respuesta a estas preguntas. Mientras que los estudios anteriores se centraban principalmente en cambios moleculares, como la metilación del ADN o la expresión génica, el equipo examina cómo cambia con el tiempo la propia arquitectura de los tejidos.
Un diario silencioso del tiempo
Para ello, los investigadores recurrieron al Proyecto de Expresión Genotípica en Tejidos (GTEx), que recopiló muestras de tejido de 983 personas de 40 tipos de tejido diferentes, que abarcaban desde el cerebro y el corazón hasta los pulmones, el páncreas, la piel y el intestino. Estas se transformaron en fotografías digitales de alta resolución de cortes de tejido, cada una de las cuales revelaba la arquitectura microscópica del órgano en cuestión. La escala es asombrosa: 25 712 imágenes, que representan unos 480 millones de mosaicos de imagen individuales, analizadas con modelos de visión de última generación.
Descubrieron que la arquitectura de los órganos mantiene un diario silencioso del tiempo: incluso sin enseñárselo explícitamente a la IA, la edad resultó ser el factor más determinante en el aspecto de los tejidos en los 40 tipos analizados. Partiendo de esto, el equipo de investigación desarrolló los denominados «relojes tisulares»: modelos predictivos que estiman la edad biológica de una persona a partir del aspecto de su tejido, de forma independiente para cada órgano.
Estos relojes alcanzaron un error medio de predicción de tan solo 4,9 años y superaron a las estimaciones de envejecimiento basadas en el ADN ya existentes a la hora de detectar patologías específicas de cada tejido. Es importante destacar que la edad biológica predicha estaba estrechamente relacionada con los indicadores conocidos del envejecimiento, como el acortamiento de los telómeros, la patología tisular y el número de enfermedades crónicas que padecía una persona.
«Nuestros tejidos contienen un registro extraordinariamente detallado del proceso de envejecimiento», afirma André Rendeiro, investigador principal del CeMM y autor correspondiente del estudio. «Al combinar imágenes histológicas con inteligencia artificial, podemos detectar patrones de envejecimiento biológico que son invisibles para el ojo humano y empezar a comprender cómo el envejecimiento se desarrolla de forma diferente en todo el cuerpo».
Un ritmo diferente para cada órgano
El análisis reveló que el envejecimiento no se produce de manera uniforme: algunos tejidos, como el pulmón, el riñón, el páncreas y la glándula suprarrenal, mostraban signos de envejecimiento acelerado ya entre los 20 y los 40 años. Otros seguían trayectorias más complejas, con picos de envejecimiento acelerado que aparecían en etapas posteriores de la vida. El útero mostró un cambio especialmente notable en torno a la edad de la menopausia. Los investigadores también identificaron fuertes vínculos entre el envejecimiento específico de cada tejido y determinadas afecciones médicas o factores relacionados con el estilo de vida. Por ejemplo, la insuficiencia renal se asoció con señales de envejecimiento acelerado en múltiples tejidos, mientras que la diabetes mostró efectos pronunciados en el páncreas.
«Lo que llama la atención es lo diferente que envejece cada órgano y cómo eso se refleja en la arquitectura tisular», afirma Ernesto Abila, coautor principal del estudio. «El aprendizaje profundo nos permite interpretar estos patrones espaciales, captando el envejecimiento como una remodelación arquitectónica, no solo como una deriva molecular». Si bien los relojes tisulares reflejaban el ritmo normal de envejecimiento en todos los órganos, también ponían de relieve los casos atípicos: personas cuyos tejidos mostraban cambios estructurales pronunciados por delante de su edad cronológica.
Sin embargo, no siempre es posible obtener muestras de tejido. Al relacionar los perfiles de expresión génica en sangre con las diferencias de edad tisular derivadas histológicamente de los mismos individuos, los investigadores crearon predictores de la edad biológica específica de cada tejido a partir únicamente de muestras de sangre. «Se trata de un salto conceptual: utilizar el lenguaje del envejecimiento tisular, aprendido a partir de imágenes, y traducirlo en algo interpretable a partir de una simple extracción de sangre rutinaria», explica la coautora principal Iva Buljan.
Las muestras de sangre muestran patrones de envejecimiento
Estos indicadores basados en la sangre identificaron con éxito patrones de envejecimiento relacionados con varias enfermedades, entre ellas la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Crohn, la fibrosis quística, la vasculitis, la diabetes y el ictus. En la enfermedad de Alzheimer, por ejemplo, la señal de envejecimiento más intensa se detectó específicamente en el cerebro, mientras que la enfermedad de Crohn mostró un envejecimiento acelerado en todo el tracto gastrointestinal.
«Este estudio pone de relieve que el envejecimiento no es simplemente una cuestión de tiempo cronológico», afirma Yimin Zheng, el tercer coautor principal del estudio. «Los distintos órganos envejecen de formas diferentes, y estos procesos parecen estar determinados tanto por factores sistémicos como por factores específicos de cada tejido». Los resultados sugieren que la arquitectura tisular integra muchos de los cambios moleculares y fisiológicos asociados al envejecimiento y a la enfermedad. En el futuro, este tipo de enfoques podrían contribuir al desarrollo de métodos de diagnóstico mínimamente invasivos que permitan supervisar la salud de los órganos y la progresión de la enfermedad mediante análisis de sangre.
El estudio también demuestra el creciente potencial de la inteligencia artificial en la investigación sobre patología y envejecimiento. Al relacionar a gran escala las imágenes de los tejidos, la expresión génica y los datos clínicos, este trabajo ofrece una visión global de cómo se manifiesta el envejecimiento en todo el cuerpo humano.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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