Jak obliczyć biologiczny wiek serca?

Wykorzystanie sztucznej inteligencji, która może obliczyć biologiczny wiek serca na podstawie danych EKG pozwala przewidzieć zwiększone ryzyko śmiertelności i incydentów sercowo-naczyniowych – ogłoszono na EHRA 2025, kongresie naukowym Europejskiego Towarzystwa Kardiologicznego (ESC) w Wiedniu.

Algorytym AI analizuje biologiczny wiek serca

.Serce każdego człowieka ma nie tylko dokładny wiek chronologiczny (zaczyna bić w 6-7 tygodniu życia płodowego), ale także wiek „biologiczny” związany z tym, jak dobrze funkcjonuje. Można mieć młode serca w niemłodym już ciele albo odwrotnie.

Naukowcy z Korei Południowej wykorzystali dane z prawie pół miliona standardowych 12-odprowadzeniowych elektrokardiogramów (EKG), aby z pomocą sztucznej inteligencji stworzyć algorytm do określania biologicznego wieku serca.

Na podstawie uzyskanych danych przeprowadzono z kolei modelowanie. Wykazało ono, że biologiczny wiek serca przekraczający wiek chronologiczny o 7 lat zwiększa ryzyko śmiertelności ze wszystkich przyczyn o 62 proc. oraz praktycznie podwaja ryzyko poważnych niekorzystnych zdarzeń sercowo-naczyniowych (MACE) – wzrost wyniósł 92 proc.

Natomiast gdy wiek biologiczny serca był o siedem lat młodszy od wieku chronologicznego, ryzyko śmiertelności z wszystkich przyczyn spadało o 14 proc., zaś MACE – o 27 proc.

Technologia mogłaby zostać wykorzystana do identyfikacji osób z wyższym wiekiem biologicznym serca i kierowania ich do intensywnego leczenia.

„Nasze badania wykazały, że gdy wiek biologiczny serca przekroczył jego wiek chronologiczny o siedem lat, ryzyko zgonu z wszystkich przyczyn i poważnych niekorzystnych zdarzeń sercowo-naczyniowych gwałtownie wzrosło” — wyjaśnił profesor Yong-Soo Baek ze Szpitala Uniwersyteckiego Inha w Korei Południowej. „Odwrotnie, jeśli algorytm oszacował biologiczne serce jako siedem lat młodsze od wieku chronologicznego, zmniejszyło to ryzyko zgonu i poważnych niekorzystnych zdarzeń sercowo-naczyniowych” – podkreślił.

„Wykorzystanie AI do opracowywania algorytmów w ten sposób wprowadza potencjalną zmianę paradygmatu w ocenie ryzyka sercowo-naczyniowego” — wskazał profesor Baek.

Badania naukowe zmieniają nasz świat

.Trudno jest przecenić rolę badań naukowych w tym, co osiągnęła nasza cywilizacja. Wyniki pracy naukowców spowodowały, że żyjemy dziś znacznie dłużej niż jeszcze sto lat temu, głód stał się udziałem wyłącznie osób mieszkających w krajach upadłych i nękanych wojnami, podróże po całym świecie są już dostępne prawie dla każdego, przynajmniej w krajach bogatszych, a tania łączność zmieniła życie miliardów ludzi, nawet w najbiedniejszych zakątkach naszego globu. Dzięki badaniom naukowym nie tylko wiemy, jak żyli nasi przodkowie tysiące lat temu, ale także, jak funkcjonują rynki i co wpływa na nasze zbiorowe działania. Nauka służy także zaspokajaniu naszej zwykłej, ludzkiej ciekawości, przy okazji pozwalając odkrywać rzeczy, które dają szanse na zmianę naszego życia na lepsze. Co prawda nie zawsze chcemy czy umiemy skorzystać z tego, co nam podpowiada nauka, ale w krajach, które to potrafią, żyje się na ogół znacznie lepiej niż tam, gdzie badania naukowe się lekceważy.

Niestety, coś, co wielu nazywa postępem, ma też swoje ciemne strony. I jakkolwiek wyniki badań naukowych bywają używane także w złej wierze bądź ich niewłaściwe czy po prostu nierozumne zastosowanie prowadzi do opłakanych skutków, to nikt przy zdrowych zmysłach nie kwestionuje konieczności dalszego prowadzenia badań, chociażby po to, by walczyć ze wspomnianymi skutkami.

Współczesne badania naukowe obejmują praktycznie wszystkie obszary naszej egzystencji, a liczba osób uprawiających obecnie naukę, jak twierdzą niektórzy, jest większa niż sumaryczna liczba uczonych żyjących od starożytności do czasów współczesnych. Nawet bardzo skrótowe opisanie prowadzonych obecnie w świecie badań wymagałoby wielu opasłych tomów. Dlatego też skoncentruję się na krótkim omówieniu tematyki najbardziej ambitnych projektów badawczych, finansowanych w ostatnich latach przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych (European Research Council) w trzech dużych obszarach nauki: naukach o życiu, naukach ścisłych i technicznych oraz naukach społecznych i humanistycznych. O sukcesie tego finansowania świadczy m.in. to, że dwunastka grantobiorców ERC otrzymała Nagrody Nobla, w tym trzech w bieżącym roku.

Jakkolwiek ostatecznym celem nauk o życiu jest wydłużenie ludzkiego życia i podniesienie jego jakości, główny wysiłek badawczy koncentruje się obecnie na zrozumieniu podstawowych mechanizmów działania organizmów na poziomie komórkowym i na sposobach sterowania tymi mechanizmami.

Nie jest więc przypadkiem, że najwięcej badań finansowanych przez ERC dotyczy takich dyscyplin, jak: biologia komórki, genetyka, neuronauka i biologia molekularna, a same tematy badań koncentrują się wokół różnicowania komórek, czyli zamiany jednego rodzaju komórek w inne; dotyczy to szczególnie komórek macierzystych. Warto jednak pamiętać, że znaczące już osiągnięcia w tym obszarze badań tylko w bardzo niewielkim stopniu przekładają się, na razie, na zastosowania kliniczne.

Inne gorące tematy to sterowanie genami, zwane też sterowaniem ekspresją genów, epigenetyka, czyli w uproszczeniu różnicowanie komórek o tym samym genotypie, a także procesy przekazywania informacji między komórkami. Postęp we wszystkich tych badaniach daje nadzieję na bardziej skuteczną walkę z chorobami nowotworowymi i neurodegeneracyjnymi.

Postęp w naukach o życiu jest możliwy między innymi dzięki rozwojowi metod badawczych. Intensywnie rozwijają się metody modelowania komputerowego i symulacji w tzw. modelach in silico, a także korzystające z metod uczenia maszynowego. Następuje także dalszy rozwój mikroskopii i metod obrazowania oraz modyfikowanych modeli zwierzęcych odwzorowujących organizm ludzki.

Ponad jedna trzecia z wszystkich kilkunastu tysięcy projektów finansowanych dotychczas przez ERC wpisuje się w unijny priorytet EU4Health, czyli badań związanych ze zdrowiem, a w szczególności tych dotyczących mózgu i nowotworów. Podobnie dzieje się i w innej potędze naukowej, jaką są Stany Zjednoczone. O ogromnym, praktycznym znaczeniu badań podstawowych świadczy błyskawiczne opracowanie skutecznej szczepionki przeciwko COVID-19, co praktycznie uratowało przed śmiercią bądź ciężkimi powikłaniami miliony ludzi na całym świecie. Było to możliwe między innymi dzięki finansowaniu przez ERC projektu SUMMIT, prowadzonego przez Uğura Şahina, twórcę firmy BioNTech. Jakkolwiek projekt dotyczył szczepionek przeciwnowotworowych opartych na mRNA, opracowana w jego ramach technika pozwoliła na szybkie opanowanie produkcji skutecznych szczepionek przeciwwirusowych.

Tekst dostępny na łamach Wszystko co Najważniejsze: https://wszystkoconajwazniejsze.pl/prof-andrzej-jajszczyk-europejskie-badania-naukowe/

PAP/MB