Cientistas descobrem que órgãos têm 'idades' diferentes dentro do corpo; veja como medir isso

O envelhecimento do corpo humano não ocorre no mesmo ritmo em todos os órgãos, segundo um estudo publicado nesta sexta-feira, 14, na revista Nature Medicine. A pesquisa identificou diferenças na idade biológica de tecidos e mostrou que alterações na estrutura microscópica dos órgãos podem revelar como cada parte do organismo envelhece.

O trabalho foi conduzido por pesquisadores do Centro de Pesquisa em Medicina Molecular (CeMM), da Academia Austríaca de Ciências, e do Instituto Ludwig Boltzmann de Medicina em Rede (LBI-NetMed), da Universidade de Viena. A equipe combinou inteligência artificial e imagens histológicas, registros microscópicos da estrutura dos tecidos, para desenvolver os chamados relógios teciduais, modelos usados para estimar a idade biológica de diferentes órgãos.

Os resultados mostram que pulmões, rins, pâncreas e glândulas adrenais apresentaram sinais de envelhecimento acelerado entre os 20 e os 40 anos, enquanto outros tecidos registraram mudanças em períodos diferentes da vida. No útero, uma das alterações identificadas ocorreu por volta da idade associada à menopausa.

Os pesquisadores também relacionaram mudanças na idade biológica dos tecidos a condições médicas. Casos de insuficiência renal apresentaram sinais de envelhecimento acelerado em diferentes tecidos. Na diabetes, as alterações tiveram associação principalmente com o pâncreas.

“O que chama a atenção é como cada órgão envelhece de forma diferente e como isso se reflete na arquitetura dos tecidos”, afirmou Ernesto Abila, coautor principal da pesquisa, em comunicado. Segundo o pesquisador, os modelos de aprendizado profundo, técnica de inteligência artificial baseada em redes neurais, conseguem reconhecer padrões espaciais relacionados à reorganização dos tecidos durante o envelhecimento.

Os modelos também encontraram pessoas cujos tecidos apresentavam alterações estruturais antes do período esperado com base na idade cronológica. A diferença indica que a ferramenta pode ser usada para identificar órgãos cuja idade biológica não acompanha a idade registrada em anos.

Como a inteligência artificial estimou a idade dos órgãos

O estudo utilizou informações do Projeto de Expressão Genótipo-Tecidual (GTEx), banco de dados que reúne informações genéticas e amostras de tecidos humanos. O conjunto usado pelos pesquisadores continha material de 983 pessoas e abrangia 40 tipos de tecido, entre eles cérebro, coração, pulmão, pâncreas, pele e intestino.

Ao todo, os cientistas analisaram 25.712 imagens digitais de alta resolução, divididas em cerca de 480 milhões de mosaicos individuais para processamento pelos modelos de inteligência artificial. Mesmo sem instruções específicas para identificar a idade, os sistemas apontaram esse fator como o principal elemento associado à aparência dos tecidos nos 40 tipos avaliados.

Com esses dados, os pesquisadores construíram relógios teciduais capazes de calcular a idade biológica dos órgãos a partir de sua estrutura microscópica. Os modelos registraram erro médio de 4,9 anos nas estimativas e reconheceram características de envelhecimento específicas de diferentes tecidos.

As previsões também apresentaram relação com marcadores já associados ao envelhecimento. Entre eles estão o encurtamento dos telômeros, estruturas localizadas nas extremidades dos cromossomos, alterações patológicas dos tecidos e o número de doenças crônicas presentes nos indivíduos analisados.

“Nossos tecidos carregam um registro notavelmente detalhado do processo de envelhecimento”, afirmou André Rendeiro, investigador principal do CeMM e autor correspondente do estudo, em comunicado. Segundo ele, a combinação de imagens histológicas com inteligência artificial permite detectar padrões de envelhecimento biológico que não podem ser identificados apenas pela observação humana.

Exame de sangue pode indicar sinais de envelhecimento

A aplicação direta dos relógios enfrenta uma limitação: analisar a arquitetura microscópica exige uma amostra do próprio tecido. A retirada de material de determinados órgãos depende de procedimentos invasivos e não é indicada como método rotineiro de acompanhamento.

Para contornar essa restrição, os pesquisadores compararam os perfis de expressão gênica encontrados no sangue com a diferença entre a idade cronológica dos participantes e a idade biológica calculada para os tecidos. A associação permitiu criar modelos que estimam características do envelhecimento de órgãos por meio de amostras sanguíneas.

“Este é um salto conceitual: usar a linguagem do envelhecimento tecidual, aprendida a partir de imagens, e traduzi-la em algo legível a partir de uma coleta de sangue de rotina”, afirmou Iva Buljan, coautora principal do estudo, em comunicado.

Os sinais identificados no sangue apresentaram associações com doenças como Alzheimer, doença de Crohn, fibrose cística, vasculite, diabetes e acidente vascular cerebral (AVC). Nos casos de Alzheimer, o principal sinal de envelhecimento apareceu no cérebro. Na doença de Crohn, as alterações foram identificadas ao longo do trato gastrointestinal.

“Este estudo destaca que o envelhecimento não é simplesmente uma questão de tempo cronológico”, afirmou Yimin Zheng, terceiro coautor principal da pesquisa, em comunicado. De acordo com o pesquisador, o envelhecimento dos órgãos pode refletir tanto fatores que atuam em todo o organismo quanto processos próprios de cada tecido.

Os autores apontam que a arquitetura dos tecidos registra alterações moleculares e fisiológicas relacionadas ao envelhecimento e a doenças. O método ainda depende de desenvolvimento e validação antes de uma eventual aplicação clínica. A pesquisa indica, porém, a possibilidade de usar futuramente exames de sangue para estimar mudanças associadas ao envelhecimento de órgãos sem a necessidade de coletar diretamente amostras dos tecidos.