Um novo “atlas corporal” baseado em IA ajuda cientistas a estudar a obesidade, ao mostrar numa única imagem o impacto no corpo inteiro e não órgão a órgão.
Uma nova ferramenta de inteligência artificial (IA) mapeou o impacto da obesidade em todo o corpo ao nível celular, revelando danos generalizados muito para lá do tecido adiposo.
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O estudo, publicado na Nature, foi liderado por investigadores do Helmholtz Munich, da Universidade Ludwig Maximilian (LMU) de Munique e de instituições parceiras.
A estrutura de IA, chamada MouseMapper, constrói um "atlas" 3D detalhado de todo o corpo. Identifica órgãos, nervos e células imunitárias em dezenas de milhões de estruturas em simultâneo.
Até agora, os cientistas apenas conseguiam analisar as alterações provocadas pela doença órgão a órgão. Este sistema permite uma visão de corpo inteiro numa única análise.
Como a IA mapeia o corpo
Para criar o atlas, os investigadores marcaram nervos e células imunitárias em ratos com marcadores fluorescentes. De seguida, recorreram a técnicas de clarificação de tecidos, que tornaram os corpos opticamente transparentes, preservando ao mesmo tempo os sinais fluorescentes.
Uma microscopia de folha de luz produziu varrimentos 3D de alta resolução de corpos inteiros. A IA analisou depois automaticamente as imagens e mapeou 31 órgãos e tipos de tecido.
Isto permitiu aos investigadores ver em simultâneo onde surgem inflamação e danos estruturais em todo o corpo.
Lesões ligadas à obesidade em múltiplos órgãos
A equipa testou o sistema em ratos alimentados com uma dieta rica em gordura. Estes animais desenvolveram obesidade e alterações metabólicas semelhantes às observadas em humanos.
Os resultados mostraram inflamação generalizada e alterações nos tecidos de vários órgãos, incluindo gordura, fígado e músculo.
Mas as descobertas mais inesperadas surgiram no sistema nervoso.
Os investigadores encontraram alterações estruturais marcadas no nervo trigémeo, que controla a sensibilidade da face. Nos ratos obesos, o nervo apresentava menos ramificações e terminações.
Isso apontava para uma perda da função sensorial normal. Testes comportamentais confirmaram que os animais reagiam menos ao toque e à estimulação.
Sinais também observados em humanos
Os cientistas analisaram depois amostras de tecido humano de pessoas com obesidade.
Detetaram alterações moleculares semelhantes no gânglio do trigémeo, o centro nervoso ligado à sensibilidade facial.
Isto sugere que as lesões nervosas associadas à obesidade observadas em ratos podem também ocorrer em humanos.
Passo rumo a "gémeos digitais" da doença
Os investigadores afirmam que a plataforma pode transformar a forma como as doenças complexas são estudadas.
Em vez de se concentrarem num órgão de cada vez, os cientistas podem agora analisar como as doenças afetam o corpo inteiro como sistema interligado.
A equipa espera ainda, no futuro, criar "gémeos digitais" de organismos. Estes modelos permitiriam simular a evolução das doenças e testar tratamentos antes de passar a experiências físicas.
Ferramentas deste tipo podem acelerar a descoberta de novos medicamentos e reduzir a necessidade de experiências em animais.