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Sistema de medida automatizado novo para avaliar o tempo saudável usando nemátodo

Um grupo de investigação da universidade de Kumamoto (Japão) desenvolveu um sistema de medida automatizado para avaliar o tempo saudável usando nemátodo (elegans do C.). Baseado em diferenças qualitativas no tempo, este sistema pode classificar populações dos nemátodo que são, em média, saudáveis e duradouros, saudáveis e para morrer prematuramente, e da vida com os longos período da saúde deficiente.

Desde que há muitas similaridades entre os mecanismos que determinam o tempo de elegans e de seres humanos do C., os pesquisadores acreditam que este sistema facilitará desenvolver drogas e encontrar os alimentos que estendem o tempo saudável dos seres humanos.

O conceito “da esperança de vida saudável” foi propor no ano 2000 pela Organização Mundial de Saúde (WHO) e é um indicador importante para a saúde de uma população. Refere a esperança de vida média menos o período de dependente de vida em médico contínuo ou em cuidados de enfermagem. Contudo, há uma compreensão científica não clara do que constitui um tempo saudável em animais experimentais ou em pilhas. Além disso, a tecnologia analisa a objetiva e ràpida os factores que afectam a esperança de vida saudável não foram estabelecidos ainda.

Apesar de ser um animal extremamente simples, elegans do C. diferenciou órgãos tais como os nervos, os músculos esqueletais, e um tracto digestivo, e muitos genes animal-relacionados mamíferos são conservados. É muito útil para a pesquisa pioneiro nos campos como genéticas e a biologia molecular.

Contudo, quando a análise do tempo deste nemátodo fornecer muita informação útil, os estudos precedentes do tempo tiveram incluir de muitas limitações 1) sensibilidade aos vários estímulos na temperatura ambiente, 2) uma estadia experimental longa exigida para medidas diárias, 3) uma falta da objectividade devido a uma tendência para que os resultados sejam dependentes da técnica experimental, e 4) o número pequeno de amostras que podem ser processadas ao mesmo tempo fazendo o inoportuno para a medida simultânea de muitas amostras.

Os pesquisadores tentaram resolver estas edições desenvolvendo um sistema saudável novo da avaliação do tempo que mantivesse as vantagens fornecidas por nemátodo. Centraram-se sobre a determinação das condições óptimas em um sistema vivo da imagem lactente da pilha para a sobrevivência automaticamente de medição do nemátodo, tal como a contagem do número de nemátodo em uma amostra, em uma temperatura da incubação, em uma espessura média, em umas condições de alimentação, em um intervalo da imagem lactente, e em um método da determinação da sobrevivência.

Este transformou-se o sistema controlando do tempo dos elegans do C. (C-LAS), um sistema de medida inteiramente automatizado do tempo que pudesse não invasora medir um grande número amostras (actualmente até 36 amostras). C-LAS usa imagens de sobreposição dos nemátodo para identificar aqueles que se estão movendo, significando ele é vivo, e aqueles que não se estão movendo, significando ele está inoperante.

Em seguida, usando C-LAS para observar elegans do C., os pesquisadores encontraram que os nemátodo podem ser classificados como estando em um de três estados comportáveis possíveis: um estado (vivo) activo, um estado inactivo da sobrevivência, ou um estado (inoperante) inactivo. Definiram o período de comportamento activo como “o tempo saudável” e estabeleceram um sistema novo que chamaram o sistema controlando de Healthspan dos elegans do C. (C-HAS). Similar a C-LAS, C-HAS é um sistema de medida automatizado da saúde e da longevidade que possa distinguir entre nemátodo vivos e inoperantes sobrepor imagens periódicas.

É igualmente possível detectar quando os nemátodo estão em um estado inactivo da sobrevivência (vivo mas insalubre) quando somente sobrepor parcialmente entre imagens. Usando C-HAS, os pesquisadores podem usar estes parâmetros para análises da mini-população. Este tipo de análise torna possível dividir nemátodo com o mesmo fundo genético em quatro grupos: aqueles com um tempo médio, aqueles que são saudáveis e duradouros, aqueles que são insalubres e morrem prematuramente, e aqueles que têm um longo período da fraqueza.

Os pesquisadores executaram uma análise da mini-população do tempo saudável do nemátodo usando uma combinação de C-HAS e a análise estatística em nemátodo comuns com o mesmo fundo genético. Encontraram que aproximadamente 28% da população teve o tempo médio, aproximadamente 30% tiveram o tempo longo e saudável, aproximadamente 35% teve o tempo saudável mas morreu prematuramente, e aproximadamente 7% teve um longo período da fraqueza.

Igualmente encontraram aquele ativar--genetically ou através da administração do metformin da droga--quinase de proteína Ampère-ativada (AMPK), que é associada pròxima com a esperança de vida saudável, dramàtica aumentada a população com longevidade saudável e reduzida a população com longos período da fraqueza. Metformin é pensado para aumentar a esperança de vida saudável nos seres humanos, e o estudo actual apoia esta ideia. Actualmente, os ensaios clínicos são correntes verificar sua associação com longevidade saudável.

Pôde ser uma pouco inesperada para ver os nemátodo que estão sendo usados para medir o tempo saudável, mas nós temos usado já C-HAS para identificar os genes novos relativos ao tempo saudável que eram previamente desconhecidos. Esta tecnologia torna possível procurarar facilmente por genes, drogas, ou alimentos a que são relacionados, ou mesmo estender, o tempo saudável humano com uma velocidade e a precisão que não poderiam ser obtidos ao usar animal de laboratório. Nós esperamos que C-HAS pode ser usado para a pesquisa da descoberta da droga e na busca para alimentos saudáveis no futuro. Nós estamos trabalhando actualmente na revelação de C-HAS-AI, que incorporará profundamente a aprendizagem em C-HAS impulsionar a análise automatizada.”

Tsuyoshi Shuto, líder do estudo, professor adjunto, universidade de Kumamoto

Source:
Journal reference:

Nakano, Y., et al. (2020) Intrapopulation analysis of longitudinal lifespan in Caenorhabditis elegans identifies W09D10.4 as a novel AMPK-associated healthspan shortening factor. Journal of Pharmaceutical Sciences. doi.org/10.1016/j.jphs.2020.12.004.