Добавить новость
smi24.net
News in English
Ноябрь
2023

‘Disease accelerates aging’: Stanford researchers develop an AI-driven aging clock for eyes

0

Stanford’s Mahajan Lab’s new artificial intelligence (AI) driven eye “aging clock” has revealed that diseased eyes undergo accelerated aging, particularly within disease-specific cell types. 

The study was published in “Cell” in October and featured at the National Institutes of Health (NIH) Tuesday. The team integrated proteomics techniques to create a software-based approach called tracing expression of multiple protein origins (TEMPO), capable of analyzing protein levels in only a few drops of eye fluid from a liquid biopsy. 

This analysis mapped almost 6,000 proteins to their cellular origins, allowing for the construction of a machine learning model that could predict a patient’s age based on the expression levels of just 26 of these proteins. The algorithm predicted the molecular age of the eye to be at times decades older in diseased patients compared to healthy ones. 

The researchers also found that eye diseases were associated with accelerated aging of disease-specific cell types. 

Boxplots from Figure 7 of the study visualized greater differences between AI-predicted molecular age and actual chronological age of certain cell types in diseased eyes compared to healthy control ones. These disease-specific cell types included: vascular cells in proliferative diabetic retinopathy (PDR), immune cells in uveitis and retinal cells in retinitis pigmentosa.

Vinit Mahajan, an ophthalmology professor and an author of the study, said he was inspired to develop this “aging clock” when he was invited to speak at a longevity meeting. There, he learned about other Stanford researchers within the field also developing aging clocks. 

To make the clock a reality, the lab collaborated with professors and graduate students from the biomedical, data science and computer science departments to develop the final AI model. 

“Stanford is such a collegial campus. We really worked across departments,” Mahajan said. 

The lab obtained 120 eye fluid samples from patients undergoing eye surgery.

From each patient’s liquid biopsy, the team detected and measured the levels of approximately 6,000 different proteins using a DNA aptamer-based assay. The team employed single-cell RNA sequencing to trace each protein to its cellular origin.  

“One of the reasons why we could detect aging patterns was a question of proteomic resolution,” said Julian Wolf, an ophthalmology postdoctoral fellow and the primary author of the study. 

The TEMPO software allowed for a high resolution, minimally invasive look inside living cells using only 50 microliters of eye fluid, eliminating the need for a potentially damaging tissue biopsy of the eye or postmortem tissue analysis. 

The TEMPO approach shows promise for enhancing patient selection in clinical trials, especially in cases where drugs target proteins whose levels might not necessarily be different between diseased and healthy patients. 

“We think it is very valuable to look at the molecular level to determine if the protein targets of drug treatments are actually there,” Wolf said. “We could have a better tool to decide which drug is good for which patient.” 

The lab incorporated artificial intelligence to predict the age of the eye based on protein biomarkers from the liquid biopsies. The team divided all 120 liquid biopsy samples into healthy and diseased cohorts. They trained and validated the model on the healthy samples. 

A cross-validation AI model separated all healthy samples into 10 equal subgroups, or folds. For nine folds, the model was fed the sample’s protein expression levels, quantified with fluorescence intensity values, and then provided the patient’s birthday. The model was validated on the 10th fold, where it predicted the patient’s age on the input proteomics data alone.

Using feature-selection methods, the algorithm whittled down the 6,000 proteins to the 26 most important ones, whose given levels allowed the algorithm to accurately predict that patient’s age. Of the 26 proteins, 20 were found to have known associations with aging.  

The team then applied the AI model on patients with eye-diseases not primarily related to age, such as diabetic retinopathy, retinitis pigmentosa and uveitis. They found that the molecular age predicted by the model was at times decades older than the actual chronological age of the patient, even among patients who had already responded positively to clinical treatments. Mahajan said this finding suggests the need for “supplemental anti-aging therapies” to ensure a patient’s full recovery.

In patients with late-stage, proliferative diabetic retinopathy — an eye condition that causes vision loss in diabetic patients — the algorithm predicted the molecular age of the eye to be about 30 years older than those patients’ chronological ages. For example, if a patient’s actual age was 50, the algorithm predicted their age to be 80, because they were expressing proteins in the same way that an 80-year-old would, Mahajan said.

“This is concrete molecular data that says yes, disease accelerates aging,” Mahajan said. 

A scatter plot and boxplot from Figure 7 of the study. The final AI model used the expression levels of 26 “age proteins” to predict a patient’s age. Increased molecular age was detected among patients with eye disease, with the greatest over-estimation being 30 years among patients with PDR. Other diseases that were analyzed included diabetes mellitus without diabetic retinopathy (DM w/o DR) and non-proliferative diabetic retinopathy (NPDR). 

Among patients with Parkinson’s disease, the study also found that disease-linked brain proteins were detectable in the eye fluid samples. This finding suggested that protein biomarkers in the eye could serve as a window to many other conditions. 

The team’s next goal is to increase the sample size to refine their model and apply the TEMPO approach to bodily fluids and diseases outside of the eye.

“In principle, the TEMPO approach can be applicable to completely unrelated organ systems,” Wolf said. “For example, collecting urine might tell you something about the kidney, or collecting spinal fluid might tell you something about the brain.” 

Jeffrey Goldberg, professor and chair of ophthalmology at the Byers Eye Institute, who was unaffiliated with the study, emphasized the novelty of its approach to medicine. 

“This work describes a paradigm shift in how we study humans and disease and then apply this new approach to uncover pathways at the molecular level important in aging. The broad future dissemination of [the] work will change how we look at any disease process,” Goldberg said. 

The post ‘Disease accelerates aging’: Stanford researchers develop an AI-driven aging clock for eyes appeared first on The Stanford Daily.








В Москве прошла четвертая международная премия в области архитектуры, строительства и дизайна The Fashion Home & Interiors Awards

Gayazov$ Brother$ в Зеленом театре ВДНХ! Like FM дарит билеты

Говорим о ВИЧ — в эфире, на улицах, в сети

В Москве прошла седьмая премия в области здоровья и красоты THE MEDICAL STARS & BEAUTY AWARDS


£39m United star shouldn't be starting vs Arsenal, was gifting possession to Everton

Trump’s threatened 40% tariff on ‘transshipped’ goods tries to target China and its manufacturing strength

The 5 biggest global business rivalries to watch, and how their outcomes will shape the future

Jovic set for new opportunity after leaving Milan as free agent


В Курске главный бухгалтер перевела мошенникам более 5 миллионов рублей

В России появилась универсальная методология нагрузочного тестирования ERP-систем

Велоспорт для всех: начни вместе с ENERGY

Под Орлом КамАЗ выехал на встречку и протаранил автомобиль


Находи идеальные места для персонажей-фигурок в «Is This Seat Taken?»

Обзор на мобильную версию A Game About Digging A Hole

Раскрой потенциал Мистера Террифика из DC Worlds Collide с этим гайдом

DeepMind CEO makes big brain claims, saying AGI could be here within 'five to 10 years' and cause humanity to experience widespread change that's '10 times bigger than the Industrial Revolution, and maybe 10 times faster'



Форум-фестиваль «Москва 2030» подготовил насыщенную программу на 9 и 10 августа

AI-скоринг от Cware Labs — революция в анализе Web3-проектов

ГК «КОРТРОС» — в числе лидеров страны по объему ввода жилья

«REC. Гран-При Авторадио»: гонка на выносливость снова в Москве


Лукашенко ответил на вопрос о преемнике на посту президента Белоруссии

Gayazov$ Brother$ в Зеленом театре ВДНХ! Like FM дарит билеты

В России появилась универсальная методология нагрузочного тестирования ERP-систем

Велоспорт для всех: начни вместе с ENERGY


Король Малайзии Ибрагим Исмаил прилетел в Казань на золотом самолете

В Гусь-Хрустальном приняли дартсменов из 15 регионов страны

Олег Каторгин: Познакомился сегодня с художником Евгением Коробских-Кудашовым, приехавшим в Керчь из Тольятти

В "Эдем" по осени


Анастасия Потапова выходит во второй круг турнира WTA в Цинциннати

Хачанов поднялся до 12-й позиции в мировом рейтинге ATP

Российский теннисист Рублев проиграл американцу Фритцу в четвертьфинале турнира ATP

Рублёв проиграл Фрицу в 1/4 финала турнира ATP в Торонто


«REC. Гран-При Авторадио»: гонка на выносливость снова в Москве

Стало известно, как выглядит любимая квартира Татьяны Булановой

Король Малайзии Ибрагим Исмаил прилетел в Казань на золотом самолете

Российские школьники получили шесть золотых медалей на олимпиаде по ИИ в Китае


Музыкальные новости

Суд в Москве вновь взыскал долг по взносам на капремонт с Тимати

Sun: острый инфаркт миокарда стал причиной смерти Оззи Осборна

Вывод песни для продвижения в Импульсе Яндекс Музыка.

Данила Козловский сыграет в фильме о Шостаковиче, съёмки идут в Петербурге


«REC. Гран-При Авторадио»: гонка на выносливость снова в Москве

Наталья Рудик назначена директором по продуктам ERM и BPM в компании «НЕКСТБИ»

AI-скоринг от Cware Labs — революция в анализе Web3-проектов

ГК «КОРТРОС» — в числе лидеров страны по объему ввода жилья


«Это треш, полная дичь»: Волочкова раскритиковала подтанцовку Булановой

Энергоэффективность в цифрах: в среднем новые ЖК могут экономить более 20% всех ресурсов, но есть нюанс по платежкам

Сборная Удмуртской Республики выиграла Всероссийские соревнования по следж-хоккею среди ветеранов СВО «Кубок героев» в Туле

Баха и Чайковского исполнят на органном концерте в Печорах


На западе Москвы 9 августа закроют движение автомобилей

В каких городах России популярен Haval Jolion

НПС завершил проходку подземного перехода под МЦД-3

Собянин объявил о новых правилах для пользователей сервисов аренды автомобилей


Трамп выступил перед журналистами в Белом доме

Трамп без давления: встреча с Путиным вызвала недовольство в ЕС

Президент ОАЭ поделился деталями встречи с Путиным

Президент ОАЭ на русском языке рассказал о прошедшей встрече с Путиным




Собянин: В Коммунарке открылся новый филиал поликлиники «Троицкая»

В библиотеке №183 им. Данте Алигьери с сентября начнут работу новые группы программы «Московское долголетие»

Пластический хирург Софья Абдулаева: для чего нужна искусственная кожа и чем она может помочь

Врач-офтальмолог Кирилл Светлаков: первые симптомы конъюнктивита - когда стоит обращаться к врачу


Холодный душ для Киева: Трамп заявил, что Путину для встречи с ним не обязательно встречаться с Зеленским

В Киеве пришли в ярость после слов Зеленского об СВО

Зеленский назвал сроки достижения мира

Трамп опроверг, что ставит условием встречи с Путиным контакты руководства России с Зеленским


«REC. Гран-При Авторадио»: гонка на выносливость снова в Москве

Родители с детьми стали главными гостями экстрим-фестиваля в Москве

Чемпионат по самбо среди военнослужащих Росгвардии прошёл в Грозном

Форум-фестиваль «Москва 2030» подготовил насыщенную программу на 9 и 10 августа


Путин и Лукашенко поговорили по телефону о переговорах между Россией и США

Лукашенко заявил, что у России и Белоруссии достаточно вооружения для ведения боевых действий

Лукашенко рассказал об отношениях с Китаем

Лукашенко заявил, что Путин стремится к миру и готов к переговорам


Собянин: Около 200 социальных объектов будет построено в Москве в ближайшие годы

Собянин: В Коммунарке открылся новый филиал поликлиники «Троицкая»

Собянин объявил о новых правилах для пользователей сервисов аренды автомобилей

Сергей Собянин: Неделя кино объединит представителей индустрии и зрителей


Туроператоры не зафиксировали обращений россиян после селевых потоков в Абхазии

AP: в США более четырёх тысяч человек обязаны покинуть свои дома из-за пожара

В течение суток в России ликвидировали 47 природных пожаров

РЭО установил «Зеленый фургон» на ТимФесте в Москве


Более 10 тыс. кв. м недвижимости получили учреждения культуры с начала года

Король Малайзии Ибрагим Исмаил прилетел в Казань на золотом самолете

Стало известно, как выглядит любимая квартира Татьяны Булановой

Трамп объявит в пятницу о новых пошлинах для ...


Чёрный день календаря. 8 августа: Архангельская трагедия. Как ошибка пилота погубила рейс Як-40

Коми, Камчатку, Архангельскую, Иркутскую, Калужскую, Костромскую, Курскую, Свердловскую и Оренбургскую области эксперты отнесли к регионам, где на осенних выборах "протестный потенциал выше среднего", говорится в докладе...

Льготные ипотеки на Дальнем Востоке активно получают участники СВО и сотрудники ОПК

В Алтайском крае не будут проводить проверку на предмет чрезмерного роста тарифов на ЖКУ


Семь поездов задерживаются на Кубани из-за падения обломков БПЛА между станциями Величковка и Ангелинская, там пропало напряжение контактной сети

В Калининском районе Краснодарского края фрагменты дронов повредили контактную сеть на железной дороге между станциями Величковка и Ангелинская, сообщил оперштаб региона

Поезда в Крым меняют маршруты и график

Аренда квартир в июле 2025 года: за сколько можно снять жильё в Симферополе и Севастополе?


Яблоки устремились вверх // На сколько и почему подорожали фрукты

В "Эдем" по осени

В Гусь-Хрустальном приняли дартсменов из 15 регионов страны

Новый физкультурно-оздоровительный комплекс появится в районе Южное Чертаново














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *