Множество бактерий и других крошечных организмов, которые живут в вашем кишечнике, которое часто называют микробиомом или микрофлорой, не просто помогают вам переваривать пищу и бороться с болезнями. Как подробно описано в новом исследовании, они также предоставляют очень точные биологические часы, которые показывают ваш физический возраст — факт, который может открыть широкие возможности для исследований здоровья и долголетия.
Совмещение машинного обучения и вашего желудка
Связь между биомом кишечника и возрастом описал исследователь долголетия Алекс Жаворонков и группа его коллег из Insilico Medicine, стартапа искусственного интеллекта, сосредоточенного на открытии лекарств, разработке биомаркеров и исследованиях старения.
Относительно мало известно о том, как наши кишечные биомы переходят от одной стадии к другой с возрастом, или о связях между нашим возрастом и состоянием наших кишечных биомов. В готовой к публикации работе команда описывает, как исследовала 3663 образца кишечных бактерий 1165 здоровых людей в возрасте от 20 до 90 лет из стран Европы, Азии и Северной Америки. Примерно треть образцов была получена в возрастной группе 20-39 лет, треть — в возрасте 40-59 лет и треть — в возрасте 60-90 лет.
Затем в дело вступил алгоритм глубокого обучения, который был обучен на данных о 1673 различных микробных видах из 90% выборок. ИИ было поручено спрогнозировать возраст оставшихся 10% участников исключительно на основе данных об их кишечных бактериях.
Точные бактериальные часы
Результаты, описанные как первый метод прогнозирования хронологического возраста человека с помощью анализа кишечной микрофлоры, показали, что система способна прогнозировать возраст с точностью до четырех лет, основываясь на данных о кишечных бактериях. Кроме того, результаты показывают, что 39 из проанализированных видов микроорганизмов особенно важны для точного прогнозирования возраста.
Исследование также показало, что наши кишечные микробиомы со временем меняются. В то время как численность некоторых микробов сокращается с возрастом, другие, похоже, становятся более многочисленными. Возраст — не единственный фактор, влияющий на распространенность различных видов бактерий в пищеварительной системе человека. Считается, что то, что вы едите, как вы спите и насколько физически активны, сильно способствует этому.
Science Mag цитирует Жаворонкова, который заявляет, что исследование может заложить основу для «часов старения микробиома», которые могли бы послужить основой для будущих исследований о том, как возраст человека меняет кишечник, и как лекарства, диета и потребление алкоголя влияют на продолжительность жизни.
Живите дольше, живите лучше
Изучение влияния нашего микробиома на продолжительность жизни добавляет еще одно измерение в наше понимание того, как и почему мы стареем. Другие направления исследования включают рассмотрение длины теломер, кончиков хромосом, которые, как считается, играют важную роль в процессе старения и нашей ДНК.
То же самое можно сказать о роли, которую играют микробиомы в отношении болезней и состояний, включая аллергию, диабет, некоторые виды рака и психологические состояния вроде депрессии. Ученые из Гарварда даже разрабатывают генно-инженерные «телефонные» бактерии, которые смогут собрать точную информацию о состоянии кишечного микробиома.
Положительным побочным эффектом многих исследований является то, что наряду со специальными усилиями по сбору данных о микробиомах, они добавляют новые данные — пищу для ИИ. Когда искусственный интеллект получит новые данные, он поможет нам лучше понять, что происходит в нашем нутре и что это значит для нашего здоровья.
Как думаете, чем еще ИИ будет полезен для анализа нашего здоровья? Расскажите в нашем чате в Телеграме.