Un estudio revela que los órganos envejecen a ritmos diferentes a lo largo de la vida

Una nueva investigación de la Universidad de Viena (Austria) ha revelado que los órganos envejecen a ritmos diferentes a lo largo de la vida y que estos cambios pueden detectarse incluso a partir de muestras de sangre.

Investigadores del Centro de Investigación CeMM de Medicina Molecular de la Academia Austríaca de Ciencias y del Instituto Ludwig Boltzmann de Medicina de Redes (LBI-NetMed) de la Universidad de Viena han demostrado que los relojes tisulares basados en inteligencia artificial pueden estimar la edad biológica de los órganos humanos a partir de imágenes histológicas.

Los hallazgos, publicados en 'Nature Medicine' proporcionan un nuevo marco para comprender el envejecimiento y podrían abrir nuevas vías para la monitorización de enfermedades y el diagnóstico precoz.

Mientras que estudios anteriores se centraban principalmente en cambios moleculares como la metilación del ADN o la expresión génica, el equipo examina cómo cambia la arquitectura de los tejidos con el tiempo.

Para ello, los investigadores recurrieron al Proyecto de Expresión Genotípica en Tejidos (GTEx), que recolectó muestras de tejido de 983 individuos de 40 tipos de tejido diferentes, desde el cerebro y el corazón hasta el pulmón, el páncreas, la piel y el intestino.

Estas muestras se transformaron en fotografías digitales de alta resolución de cortes de tejido, cada una de las cuales revela la arquitectura microscópica del órgano en cuestión. Unas 25.712 imágenes que representan aproximadamente 480 millones de imágenes individuales, analizadas con modelos de visión de última generación.

Descubrieron que la arquitectura de los órganos guarda un registro silencioso del paso del tiempo: incluso sin enseñarle explícitamente a la IA sobre ello, la edad resultó ser el factor más determinante en la apariencia de los tejidos en los 40 tipos de tejido analizados.

Partiendo de esta base, el equipo de investigación desarrolló los llamados relojes tisulares, modelos predictivos que estiman la edad biológica de una persona a partir de la apariencia de sus tejidos, para cada órgano de forma independiente.

Estos relojes biológicos lograron un error de predicción promedio de 4,9 años y superaron a las estimaciones de envejecimiento basadas en ADN existentes en la detección de patologías específicas de los tejidos. Es importante destacar que la edad biológica predicha estuvo fuertemente vinculada a características conocidas del envejecimiento, como el acortamiento de los telómeros, la patología tisular y el número de enfermedades crónicas que padecía cada individuo.

"Nuestros tejidos contienen un registro extraordinariamente detallado del proceso de envejecimiento. Al combinar imágenes histológicas con inteligencia artificial, podemos detectar patrones de envejecimiento biológico invisibles a simple vista y empezar a comprender cómo se manifiesta el envejecimiento de forma diferente en cada parte del cuerpo", André Rendeiro, investigador principal del CeMM y autor principal del estudio.

Horario diferente para cada órgano

El análisis reveló que el envejecimiento no se produce de forma uniforme: algunos tejidos, como el pulmón, el riñón, el páncreas y la glándula suprarrenal, mostraron signos de envejecimiento acelerado ya entre los 20 y los 40 años.

Otros siguieron trayectorias más complejas, con picos de envejecimiento acelerado que aparecieron más tarde en la vida. El útero mostró un cambio particularmente notable alrededor de la menopausia.

Los investigadores también identificaron fuertes vínculos entre el envejecimiento específico de cada tejido y afecciones médicas o factores asociados al 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.

Las muestras de sangre muestran patrones de envejecimiento

Estos predictores basados en análisis de sangre identificaron con éxito patrones de envejecimiento vinculados a diversas enfermedades, como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Crohn, la fibrosis quística, la vasculitis, la diabetes y el accidente cerebrovascular.

En la enfermedad de Alzheimer, por ejemplo, la señal de envejecimiento más marcada se detectó específicamente en el cerebro, mientras que la enfermedad de Crohn mostró un envejecimiento acelerado en todo el tracto gastrointestinal.

"Los distintos órganos envejecen de maneras diferentes, y estos procesos parecen estar influenciados tanto por factores sistémicos como por factores específicos de cada tejido", ha apuntado Yimin Zheng, tercer coautor principal del estudio.

Los hallazgos sugieren que la arquitectura tisular integra muchos de los cambios moleculares y fisiológicos asociados al envejecimiento y la enfermedad. En el futuro, estos enfoques podrían contribuir a diagnósticos mínimamente invasivos que permitan monitorizar la salud de los órganos y la progresión de las enfermedades mediante análisis de sangre.