Une équipe de chercheurs a cartographié près de 6 000 protéines provenant de différents styles de cellules dans l’œil en analysant de minuscules gouttes de liquide oculaire régulièrement retirées lors d’une intervention chirurgicale. Dans un article publié le 19 octobre dans la revue Cell, les chercheurs ont utilisé un modèle d’IA pour créer une « horloge protéomique » à partir de ces données, able de prédire l’âge d’une personne en bonne santé en fonction de son profil protéique. L’horloge a révélé que des maladies telles que la rétinopathie diabétique et l’uvéite provoquent un vieillissement accéléré au sein de styles de cellules spécifiques. Étonnamment, les chercheurs ont également détecté des protéines associées à la maladie de Parkinson dans le liquide oculaire, qui, selon eux, pourraient ouvrir la voie à des diagnostics in addition précoces de la maladie de Parkinson.
« Ce qui est étonnant avec l’œil, c’est que nous pouvons regarder à l’intérieur et voir les maladies se développer en temps réel », explique l’auteur principal Vinit Mahajan, chirurgien et professeur d’ophtalmologie à l’Université de Stanford. « Notre objectif principal était de relier ces changements anatomiques à ce qui se passe au niveau moléculaire dans les yeux de nos people. »
L’œil est un organe difficile à prélever chez des individuals vivants car, comme le cerveau, il n’est pas régénératif et la réalisation d’une biopsie tissulaire causerait des dommages irréparables. Une méthode alternate consiste à utiliser des biopsies liquides – des échantillons de liquide prélevés à proximité des cellules ou des tissus d’intérêt. Bien que les biopsies liquides puissent fournir un aperçu des protéines présentes dans la région d’intérêt, elles ont jusqu’à présent été limitées dans leur capacité à mesurer un grand nombre de protéines dans de petits volumes de liquide, et elles sont également incapables de fournir des informations sur lesquelles. les cellules produisent quelles protéines, ce qui est important pour le diagnostic et le traitement des maladies.
Pour cartographier la creation de protéines par différents sorts de cellules dans l’œil, l’équipe de Mahajan a utilisé une méthode à haute résolution pour caractériser les protéines dans 120 biopsies liquides prélevées dans l’humeur aqueuse ou vitrée de patients subissant une chirurgie oculaire. Au full, ils ont identifié 5 953 protéines, soit dix fois le nombre de protéines précédemment caractérisées dans des études similaires. À l’aide d’un outil logiciel qu’ils ont créé, appelé TEMPO, les chercheurs ont pu retracer chaque protéine jusqu’à des sorts de cellules spécifiques.
Pour étudier la relation entre la maladie et le vieillissement moléculaire, les chercheurs ont construit un modèle d’apprentissage automatique IA able de prédire l’âge moléculaire de l’œil sur la base d’un sous-ensemble de 26 protéines. Le modèle a pu prédire avec précision l’âge d’yeux sains, mais a montré que les maladies étaient associées à un vieillissement moléculaire critical. Pour la rétinopathie diabétique, le degré de vieillissement augmentait avec la development de la maladie et ce vieillissement était accéléré jusqu’à 30 ans pour les personnes atteintes de rétinopathie diabétique sévère (proliférative). Ces signes de vieillissement étaient parfois observables avant que le patient ne présente les symptômes cliniques de la maladie sous-jacente et persistaient chez les patients traités avec succès.
Les chercheurs ont également détecté plusieurs protéines associées à la maladie de Parkinson. Ces protéines sont généralement identifiées article mortem et les méthodes de diagnostic actuelles ne sont pas capables de les tester, ce qui explique en partie pourquoi les diagnostics de Parkinson sont si difficiles. La recherche de ces marqueurs dans le liquide oculaire pourrait permettre un diagnostic as well as précoce de la maladie de Parkinson et un suivi thérapeutique ultérieur.
Les auteurs affirment que ces résultats suggèrent que le vieillissement pourrait être spécifique à un organe ou même à une cellule, ce qui pourrait entraîner des progrès dans la médecine de précision et dans la conception d’essais cliniques. « Ces résultats démontrent que nos organes vieillissent à des rythmes différents », explique le leading auteur et ophtalmologiste Julian Wolf de l’Université de Stanford. « L’utilisation de médicaments anti-âge ciblés pourrait constituer la prochaine étape de la médecine préventive et de précision. »
« Si nous envisageons d’utiliser des thérapies moléculaires, nous devrions caractériser les molécules présentes chez nos patients », explique Mahajan. « Je pense que reclasser les individuals en fonction de leurs modèles moléculaires et des cellules affectées peut réellement améliorer les essais cliniques, la sélection des médicaments et leurs résultats. »
Ensuite, les chercheurs prévoient de caractériser des échantillons provenant d’un in addition grand nombre de individuals et d’un in addition significant éventail de maladies oculaires. Ils affirment également que leur méthode pourrait être utilisée pour caractériser d’autres tissus difficiles à échantillonner. Par exemple, des biopsies liquides du liquide céphalo-rachidien pourraient être utilisées pour étudier ou diagnostiquer le cerveau, le liquide synovial pourrait être utilisé pour étudier les articulations et l’urine pourrait être utilisée pour étudier les reins.
