Článek
Nová studie publikovaná v Nature ukazuje, že obezita nepoškozuje jen metabolismus nebo cévy, ale doslova přestavuje celé tělo, od imunitního systému až po periferní nervy v obličeji.
Vědci to nyní dokázali sledovat v bezprecedentním detailu pomocí nové platformy umělé inteligence nazvané MouseMapper. Atlas sestavený AI tak odhalil skryté poškození celého těla způsobené obezitou.
3D rekonstrukce celého těla.
Atlas celého organismu
Tým vedený Ali Ertürk z výzkumného ústavu Helmholtz v Mnichově, vytvořil systém hlubokého učení, který analyzuje kompletní 3D mapu myšího těla na buněčné úrovni.
Nejde jen o běžné snímkování orgánů. Testované myši byly chemicky zprůhledněné, nervy a imunitní buňky označené fluorescenčně a celé tělo bylo následně naskenované světelnou mikroskopií.
AI následně automaticky rozpoznávala jak jednotlivé orgány, tak nervová zakončení, zánětlivé oblasti a změny tkání. Výsledkem je doslova „mapa“ biologického organismu.
Technologie
Co obezita skutečně způsobuje?
Vědci krmili myši vysokotučnou stravou, která vyvolala stav podobný lidské obezitě a metabolickému syndromu. MouseMapper pak odhalil nejen rozsáhlý zánět napříč celým organismem, ale také přestavbu imunitních buněk, změny v tukové tkáni, poškození periferních nervů a narušení nervové architektury.
Největší překvapení však přišlo v oblasti hlavy!
Poškození trojklanného nervu
Studie odhalila výrazné změny v Trigeminal nerve, hlavním senzitivním nervu obličeje. Tento nerv přenáší dotyk, bolest, teplotu a podílí se i na žvýkání.
U obézních myší vědci zjistili méně těchto nervových zakončení, ztrátu větvení a celkovou strukturální degeneraci.
A nebyla to jen anatomie. Myši měly slabší reakce na senzorické podněty a vykazovaly sníženou citlivost. To naznačuje, že obezita může přímo poškozovat nervový systém ještě před vznikem klasických komplikací, jako je cukrovka.
Překvapivě podobné je to i u lidí
Vědci následně analyzovali lidskou tkáň trojklanného nervu. Pomocí prostorové proteomiky objevili stejné molekulární podpisy zánětu, remodelace nervů a buněčného stresu.
To je důležité, protože to potvrzuje, že změny pozorované u myší pravděpodobně probíhají i u lidí s obezitou.
Nová éra „digitálních dvojčat“
Projekt směřuje k ambicióznímu cíli, a to je, vytvářet kompletní digitální modely organismů. Tedy biologická „digitální dvojčata“, ve kterých by šlo simulovat nemoci, hledat první známky poškození, testovat léčbu virtuálně a včas předvídat systémové dopady chorob.
Podle autorů by to mohlo zásadně změnit výzkum Diabetu 2 typu, rakoviny, Alzheimerovy choroby, autoimunitních onemocnění a neurodegenerace.
Nejčtenější tento týden
Proč je tato studie důležitá?
Dlouho se na obezitu pohlíželo hlavně jako na pouhý problém ukládání tuku, nebo metabolickou poruchu s rizikem pro srdce a cévy.
Tato práce ale ukazuje, že obezita reorganizuje celé tělo, mění nervové obvody, ovlivňuje imunitní systém a zasahuje tkáně, které s ní lékaři dříve nespojovali.
A hlavně, díky AI už vědci nemusí studovat orgány izolovaně, ale můžou sledovat organismus jako obecně propojený systém.