Yeni yazılım, hastalık ve sağlık risklerine katkıda bulunan yaşlanan hücreleri buluyor

Özet: İnsan sağlığı için erken yaşlanan hücreler büyük bir sorundur. Bir hücre yaşlandığında ve büyümesi durduğunda, işlevi değişir ve bu da kardiyovasküler hastalıklara, Alzheimer hastalığına ve diğer kronik hastalıklara neden olabilir veya bunları kötüleştirebilir. Ancak bu hücreler aynı zamanda samanlıktaki iğneler gibidir ve geleneksel bilimsel ölçütlerle tespit edilmeleri zordur.

Ayrıntılı Açıklama

İnsan sağlığı için erken yaşlanan hücreler büyük bir sorundur. Bir hücre yaşlandığında ve büyümesi durduğunda, işlevi değişir ve bu da kardiyovasküler hastalıklara, Alzheimer hastalığına ve diğer kronik hastalıklara neden olabilir veya bunları kötüleştirebilir. Ancak bu hücreler aynı zamanda samanlıktaki iğneler gibidir ve geleneksel bilimsel ölçütlerle tespit edilmeleri zordur.

Bu sorunlu hücreleri bulmak için Chicago Illinois Üniversitesi'nden bir doktora öğrencisi SenePy adında yeni ve güçlü bir yazılım platformu geliştirdi. Nature Communications için hazırlanan bir makalede, Tıp Fakültesi'nden Mark Sanborn ve ortak yazarlar, organ ve dokulardaki yaşlanan - ya da yaşlanan - hücreleri bulmaya yarayan açık kaynaklı aracı duyurdular.

Makalenin başyazarı, Benjamin J. Goldberg Profesörü ve biyokimya ve moleküler genetik bölümü başkanı Dr. Jalees Rehman'a göre, bu araç araştırmacılara çeşitli hastalıkları daha iyi anlamak ve tedavi etmek için biyolojik olarak önemli bu hücreleri incelemede destek sağlayacak.

Aynı zamanda Illinois Üniversitesi Kanser Merkezi'nin bir üyesi olan Rehman, "Hücresel yaşlanma, hücrenin büyümesinin durduğu, ölmediği, ancak normal şekilde işlev görmeyi bıraktığı bir hücrenin erken yaşlanmasını tanımlar" dedi. "Bu sorunlara neden olur çünkü hücrenin yerini sağlıklı hücreler almaz. Bunun yerine, devam eder ve iltihaplanmayı teşvik eder, böylece komşu hücrelerinin işlevini bozar."

Sanborn, SenePy'yi geliştirmek için 1,6 milyondan fazla insan ve fare hücresinden elde edilen tek hücre dizileme verilerini analiz etti. Bu büyük veri setinde, yaşlanan hücreleri daha sağlıklı komşularından ayıran genetik imzaları bulmak için hesaplama araçlarını kullandı.

Ancak bu, vücudun her yerindeki yaşlanan hücreler için bir dizi ortak belirteç bulmak kadar basit değildi. Araştırmacılar, kalp, akciğerler veya beyin gibi farklı dokularda yaşlanan hücrelerin genetik profilinin de farklılık gösterdiğini buldular. Toplamda 72 fare ve 64 insan imzası belirlediler.

SenePy, araştırmacıların kendi doku örneklerini analiz etmelerine ve bunları UIC ekibinin keşfettiği imza veri tabanıyla karşılaştırmalarına olanak tanıyarak bu karmaşıklığı anlamlandırmaya yardımcı oluyor. Platformun kodu açık kaynaklı ve kullanımı ücretsiz.

Biyomedikal Bilimler Lisansüstü Eğitim programında doktora öğrencisi olan Sanborn, "Açık kaynaklı bir araç olarak bilim camiasına ücretsiz olarak sunulduğu için daha fazla insan bunu kullanacak ve değerini anlayacaktır," diyor ve ekliyor: "Eğer daha fazla insan bunu kullanırsa, gelecekte terapötik bir etkiye sahip olma potansiyeli de artacaktır."

Nature Communications makalesinde araştırmacılar, yaşlanan hücrelerin kanser, kalp krizi, COVID-19 ve beyin iltihabındaki rolünü incelemek için SenePy'yi kullandılar.

Rehman, "Yaşlanan hücrelerin bir arada kümelendiğini gördük, çünkü bir hücredeki erken yaşlanma komşularındaki işlev bozukluğunu ve yaşlanmayı teşvik ediyor" dedi. "SenePy ayrıca yaşlanmanın tümör oluşumunu önleyen doğal bir fren görevi gördüğünü incelememize de olanak sağladı. Hücrelerde kanseri teşvik eden bir genin yüksek düzeyde aktivasyonu da daha yüksek SenePy yaşlanma skorlarıyla sonuçlandı."

Ekip ayrıca, hastalık ve yaşlanmayla mücadele etmek veya bunları önlemek için yaşlanan hücreleri vücuttan temizleyen senolitik adı verilen ilaçların etkinliğini de inceledi.

Sanborn, "Artık belirli yaşlanma türleri ve farklı hücre tipleri için çeşitli belirteçlere sahip olduğumuzdan, potansiyel yeni hedefler için yeni yaşlanma belirteçleri üretebiliriz" dedi.

UIC'nin diğer ortak yazarları arasında Xinge Wang, Shang Gao ve Yang Dai yer alıyor. Araştırma, Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından sağlanan hibelerle finanse edildi.

Kaynak: University of Illinois Chicago