Una IA detecta el envejecimiento celular analizando la estructura 3D del ADN
Científicas en Barcelona crearon 'ChromAgeNet', un algoritmo que identifica con 77% de precisión si las células madre son jóvenes o envejecidas, abriendo la puerta a fármacos que rejuvenezcan el sistema inmunitario.
Un equipo de científicas en Barcelona logró lo que parecía ciencia ficción: enseñarle a una inteligencia artificial a detectar el envejecimiento celular leyendo la forma tridimensional del ADN dentro del núcleo de las células. La herramienta, bautizada 'ChromAgeNet', fue publicada en la revista científica Aging Cell y podría acelerar la búsqueda de fármacos capaces de rejuvenecer el sistema inmunitario.
Qué es 'ChromAgeNet' y cómo lee el ADN
El ADN no solo guarda información genética; también tiene una arquitectura tridimensional que cambia con el tiempo. 'ChromAgeNet' fue entrenada con imágenes 3D de núcleos de células madre de ratón y usa redes neuronales convolucionales para capturar esos cambios estructurales.
"El ADN tiene una estructura tridimensional precisa que va cambiando con el tiempo y desplegamos una IA capaz de ver esos cambios tan sutiles que no necesariamente se perciben con el ojo humano", explicó Paula Petrone, del Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS) y del Instituto de Salud Global de Barcelona (ISGlobal), una de las investigadoras al frente del proyecto.
El algoritmo alcanzó una precisión del 77% al clasificar correctamente los núcleos entre jóvenes y envejecidos, superando a los modelos tradicionales. Lo hace detectando patrones en la periferia nuclear mediante DAPI, una tinción estándar de bajo costo accesible para laboratorios de todo el mundo.
Qué cambia en la célula cuando envejece
Los análisis revelaron una diferencia clara: en las células jóvenes, la cromatina (el material de ADN y proteínas que regula la función celular) aparece compacta y organizada en los bordes del núcleo. En las células envejecidas, ese mismo material se dispersa y desorganiza.
Maria Carolina Florian, del Institut d'Investigació Biomèdica de Bellvitge (IDIBELL) y colíder del trabajo, explicó que el foco está en las células madre de la médula ósea: "Nosotros trabajamos con células madre de la médula ósea e intentamos analizar lo que va cambiando con el paso del tiempo cuando los individuos (hasta ahora ratones) envejecen".
El paso hacia fármacos rejuvenecedores
La prueba más prometedora vino cuando el equipo aplicó 'ChromAgeNet' a células envejecidas tratadas con fármacos epigenéticos para comprobar si esos compuestos devolvían a la cromatina una arquitectura más joven. Los resultados validaron la herramienta como un filtro rápido y masivo para evaluar tratamientos.
"Esta tecnología nos ha ayudado a identificar mecanismos que podemos dirigir para revertir el envejecimiento celular, un paso clave porque estas células madre pueden regenerar todo el tejido hematopoyético y lograr un cambio en todo el organismo", subrayó Florian.
Petrone destacó además que la técnica "es explicable", es decir, permite entender qué patrones detecta el algoritmo y relacionarlos con procesos biológicos concretos, algo poco común en modelos de inteligencia artificial de esta complejidad.
Código y datos abiertos para la ciencia global
El equipo multidisciplinar hizo algo que no todos los grupos de investigación se atreven: publicar el código de 'ChromAgeNet' y una base de datos pública de imágenes 3D de células madre para que cualquier laboratorio del mundo pueda usarlos y construir encima.
"Nuestro objetivo futuro es identificar nuevos fármacos que podemos utilizar para mejorar el sistema inmunitario y la calidad de vida de la gente mayor", concluyó Florian.
El siguiente paso del equipo es escalar los experimentos de ratones a células humanas y buscar compuestos que la herramienta certifique como capaces de revertir el reloj biológico de las células madre de la sangre.
