Tehnologie inovatoare pentru combaterea îmbătrânirii ovariene: Terapia cu celule stem asistată de inteligență artificială

Un nou studiu publicat pe 3 septembrie 2024 în Protein & Cell dezvăluie o abordare promițătoare pentru tratarea îmbătrânirii ovariene, o problemă care afectează milioane de femei din întreaga lume, adesea cauzând infertilitate. Cercetătorii de la Peking University Third Hospital și alți parteneri au combinat tehnologia celulelor stem cu inteligența artificială (AI) pentru a dezvolta o terapie inovatoare, numită OvaResCells, care ar putea revoluționa tratamentele pentru femeile cu declinul fertilității legat de vârstă.

Provocările îmbătrânirii ovariene și limitele terapiilor tradiționale

Îmbătrânirea ovariană este caracterizată de scăderea rezervelor de ovocite și a calității acestora, ceea ce poate duce la infertilitate. Tratamentele tradiționale, cum ar fi terapia de substituție hormonală (HRT) și tehnologiile de reproducere asistată (ART), nu abordează cauzele fundamentale ale acestei afecțiuni și nu oferă soluții precise. Factori precum stresul oxidativ, disfuncția mitocondrială și variațiile genetice complică tratamentul. Recent, avansurile în domeniul multi-omicii și transcriptomica celulară unică au ajutat la înțelegerea mecanismelor moleculare și celulare din spatele îmbătrânirii ovariene, însă transpunerea acestor cunoștințe în terapii este încă o provocare. În acest context, AI a devenit un instrument critic pentru analiza datelor complexe și pentru prezicerea declinului fertilității.

Inovația studiată: OvaResCells și OvaRePred

Studiul introduce OvaResCells, celule stem inginerizate prin tehnologia CRISPR/Cas9 și optimizate cu ajutorul algoritmilor de învățare automată. Aceste celule stem sunt capabile să restaureze funcția ovariană prin abordarea mecanismelor moleculare care duc la disfuncțiile ovariene. OvaResCells sunt susținute de OvaRePred, un instrument AI care prezice etapele fertilității pe baza biomarkerilor precum hormonul Anti-Müllerian (AMH) și hormonul foliculostimulant (FSH). Astfel, tratamentele pot fi personalizate în funcție de nevoile individuale ale pacientului.

Tehnologia se bazează pe reprogramarea celulelor somatice în celule stem pluripotente induse (iPSCs), care sunt ulterior editate genetic pentru a îmbunătăți funcțiile legate de repararea mitocondrială și antioxidantă. AI-ul, inclusiv rețelele neuronale convoluționale (CNN), asigură un control riguros al calității, garantând o selecție de clone iPSC de 99% fără trăsături nediferențiate.

Rezultate promițătoare și provocări

Studiile au arătat că OvaResCells pot ajuta la îmbunătățirea numărului de foliculi și a nivelurilor hormonale, iar injectarea directă a acestora în ovar a fost propusă ca metodă de livrare bazată pe dovezile preclinice. În plus, AI automatizează producția de celule la scară largă, ajutând la rezolvarea problemelor de reproducibilitate întâmpinate de terapiile cu celule stem.

Cu toate acestea, cercetătorii au întâmpinat obstacole, inclusiv coloniizarea persistentă a celulelor și transferul orizontal de gene care au compromis funcția terapeutică a tulpinii în anumite cazuri. Aceasta sugerează că, deși tehnologia prezintă semne timpurii de succes, există provocări legate de siguranța pe termen lung și stabilitatea tulpinilor.

Impactul și aplicabilitatea clinică

Această platformă oferă un model de medicină de precizie în sănătatea reproductivă, cu potențialul de a îmbunătăți tratamentele pentru femeile vârstnice, supraviețuitoarele cancerului sau cele cu insuficiență ovariană prematură. În viitor, OvaRePred ar putea deveni un instrument standardizat pentru evaluările fertilității, în timp ce OvaResCells ar putea completa sau înlocui tehnologiile ART existente. Mai mult, abordările AI-stem cell ar putea inspira terapii pentru alte boli legate de vârstă, cum ar fi tulburările neurodegenerative.

Provocări rămase

Deși rezultatele sunt promițătoare, studiul subliniază necesitatea de a depăși provocările legate de aprobarea reglementărilor, costuri și eficiența pe termen lung a tratamentului. Mai sunt necesare cercetări suplimentare pentru a confirma aceste rezultate și pentru a perfecționa tipurile de probiotice și strategiile de tratament.