Vědci vytvořili AI model obezity. Může odhalit řadu problémů

Obezita zkracuje život, ničí orgány a zhoršuje dopady mnoha dalších nemocí. Jenže vědci stále neznají přesný systémový dopad na konkrétní místa v těle. Nyní by tomu mohly pomoci nové technologie.

Obezita je podle Světové zdravotnické organizace jednou z nejhorších zdravotních hrozeb současnosti. Nová generace léčiv ji sice dokáže radikálně omezovat, ale zatím se nezdá, že by to mohlo pomoci napříč populací, zejména vzhledem k ceně léčiv.

Je dobře známé, že obezita zásadně ovlivňuje metabolismus a ukládání tuku, ale pro organismus přináší mnohem více rizik. Mění k horšímu imunitní aktivitu, nervovou strukturu i uspořádání tkání v celé řadě orgánových systémů, čímž zvyšuje riziko desítek vážných onemocnění – od cukrovky druhého typu přes nemoci srdce a mozku až po rakoviny.

Vědci tohle všechno sice dobře vědí, ale přesto jim pořád ještě chybí nástroje, které by jim umožňovaly systémově sledovat, jak dopady obezity ovlivňují konkrétní tělo. Jak dotčené orgány trpí, jak se zvyšuje množství takzvaných zombie buněk, jak se organismus snaží těmto změnám přizpůsobit. Teď to mění vědci z Helmholtzova institutu v Mnichově.

Vytvořili totiž model umělé inteligence (AI), který umí zobrazovat dopady obezity na tělo, byť zatím v případě těla myší. Algoritmus se jmenuje MouseMapper a umí automaticky procházet 31 orgánů a typů tkání u myší, současně mapuje i nervy a imunitní buňky v myším těle, aniž by bylo nutné zvíře zabít a pitvat. V odborném časopise Nature, kde vědci tento revoluční model popsali, uvedli, že trénink této umělé inteligence jim zabral několik měsíců.

Pohled do nitra myši

Výzkum začal tím, že vědci překrmovali laboratorní myši, až dosáhly různé míry morbidní obezity.

Pak pořídili detailní mapy myších těl, kde pro AI označili všechny důležité orgány, tkáně a buňky. Vznikly 3D snímky zaznamenávající pohled na desítky milionů buněčných struktur napříč orgány a tkáněmi. Nástroj MouseMapper pak tato data automaticky analyzoval a identifikoval nervy, shluky imunitních buněk a anatomické oblasti v celém těle.

To vědcům umožnilo přesně určit, kde v různých tkáních – včetně tukové, svalové a jaterní a periferních nervů – dochází k zánětům a strukturálnímu poškození.

O myších a lidech

AI odhalila rozsáhlé změny jak v organizaci imunitních buněk, tak v architektuře nervů v celém těle. Jedním z nejvýraznějších výsledků byla strukturální změna části trojklaného nervu, tedy hlavního obličejového nervu, který je zodpovědný za citlivost obličeje a motorické funkce. U obézních myší měly tyto smyslové nervy mnohem méně zakončení a větví, což naznačuje ztrátu normální nervové funkce. Experimenty dále ukázaly, že tlustá zvířata reagovala na smyslové podněty méně než štíhlé myši, což ukazuje, že existuje souvislost mezi poškozením tkáně způsobeným obezitou a narušením smyslů.

Podobných změn ukázal model ještě mnohem víc. Důležité je to, že řada jich je strukturně podobná těm, které se vyskytují také u lidí. Jsou založené na stejných signálních drahách, stejných mechanismech a molekulárních signaturách.

Autoři studie se domnívají, že MouseMapper by mohl změnit studium komplexních onemocnění, která postihují více orgánových systémů současně, včetně diabetu, rakoviny, neurodegenerace a autoimunitních poruch. Na rozdíl od dřívějších metod zaměřených na vybrané orgány nebo tkáně totiž tato AI nabízí platformu pro analýzu celého těla, a tedy možnost najít problematická místa v celém organismu.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Extrémní horka vyžadují výjimečná opatření, říkají experti

Česko se na konci pracovního týdne potýká s mimořádně vysokými teplotami, víkend přinese úlevu s hodnotami „jen“ kolem dvaatřiceti stupňů. Po něm se vedra dle předpovědi opět vrátí. S takto vysokými teplotami lidé v tuzemsku zatím nemají dlouhodobě příliš zkušeností, proto vědci i instituce přicházejí s radami, jak tyto extrémy přežít ve zdraví.
před 19 hhodinami

Vedra zastavují jaderné elektrárny. Po Francii hlásí problémy Maďaři a Rumuni

Čtvrtá letošní vlna veder má v částech Evropy negativní dopady na výrobu elektřiny z jádra. Stejné problémy při předchozích teplotních extrémech přitom zaznamenávaly i jaderné elektrárny na západě kontinentu.
před 20 hhodinami

Ptačí chřipka je v Austrálii. Vědci hlásí desítky případů a obávají se šíření

Mezi volně žijícími ptáky v Austrálii se poprvé začal šířit vysoce nakažlivý virus ptačí chřipky H5N1. Podle agentury AFP to ve středu oznámila hlavní státní veterinářka Beth Cooksonová. Podle ní jde o očekávaný, ale znepokojivý vývoj, který může vést k rozsáhlejšímu šíření nákazy mezi divokými zvířaty.
před 23 hhodinami

Zemřel známý botanik Václav Větvička. Bylo mu 88 let

V noci na čtvrtek zemřel v Hamzově léčebně v Luži-Košumberku známý botanik Václav Větvička. Informoval o tom Chrudimský deník, kterému to potvrdil ředitel léčebny Václav Volejník. Větvičkovi bylo 88 let.
před 23 hhodinami

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.