Selon Andre Esteva, fondatrice et PDG d’une start-up du secteur médical située à Los Altos, en Californie, le travail de Jing-Dong Han pourrait bouleverser la médecine préventive: «Si vous pouviez obtenir votre âge biologique en prenant une photo, elle pourrait vraiment influencer votre style de vie.
«Nous avons reçu tant de demandes d’entreprises qui souhaitent [que notre outil] Évalue l’efficacité de leurs suppléments ou de leurs médicaments anti-âge », révèle Jing-Dong Han.
Les modèles d’intelligence artificielle nécessitent des exemples dans lesquels la bonne réponse (ou «vérité du terrain» est déjà connue afin d’apprendre à les identifier dans de nouveaux ensembles de données; Appelez un visage à l’âge d’un sujet, par exemple. Mais une pierre d’achoppement potentielle survient: il n’y a pas d’étalon d’orgue pour l’âge biologique. «Le concept de l’âge biologique est un terme générique désignant tous les événements multisystémiques qui se produisent avec l’âge», explique Christopher Bell, qui étudie la relation entre l’âge et les maladies chroniques à l’Université de Londres. Que ce soit le rétrécissement de nos télomères, ces capsules qui empêchent nos chromosomes de se détériorer, la dégradation de nos mitochondries ou l’affaiblissement de notre système immunitaire, les marqueurs vieillissants sont la légion.
Les premières horloges de mesure du vieillissement étaient basées sur les changements de forme de groupes méthyle, les marqueurs chimiques qui sont ajoutés à l’ADN et activent ou inhibent les gènes. Ce mécanisme de méthylation de l’ADN, qui régule l’activité des gènes, se détériore dans le temps. La forme de cette détérioration, c’est-à-dire que les zones de notre génome qui sont affectées peuvent nous informer de la vitesse à laquelle nos cellules et nos tissus vieillissent. D’autres horloges estiment l’âge sont basées sur la distribution sanguine des protéines ou sur le nombre de divisions de cellules souches.
En 2016, Jing-Dong Han a décidé d’employer une autre mesure, l’âge perçu; En d’autres termes, l’âge qui vous est donné par d’autres. Son inspiration est venue d’une étude publiée en 2009 dans laquelle les participants devaient estimer l’âge et la santé des jumeaux sur une photographie, une estimation suivie d’une évaluation médicale des sujets sept ans plus tard. Les chercheurs avaient remarqué que celle des deux jumeaux qui semblait le plus ancien était le plus fragile, qu’il souffrait de troubles plus cognitifs et qu’il était plus susceptible d’avoir mort dans le passé que son double qui semblait plus jeune. De toute évidence, Jing-Dong Han a déclaré que l’âge biologique tel qu’il est exprimé par l’apparence est fortement corrélé à la santé. Son groupe avait déjà incorporé des images de faces 3D dans des recherches publiées en 2015 dans lesquelles ils ont avancé que les caractéristiques faciales ont permis de prédire l’âge chronologique dans un modèle statistique composé de 300 sujets vivant à Pékin.
À ce moment-là, elle a essayé d’établir le lien que certains marqueurs sanguins maintenaient avec l’âge lorsqu’elle a remarqué que la société Max-Planck de l’Académie chinoise des sciences, où elle travaillait, avait quelque chose à faire des visages 3D. Comme ils avaient une imagerie disponible, a-t-elle dit, autant à prévaloir avec eux alors qu’ils allaient prendre du sang et l’utiliser pour découvrir ce que le visage a révélé sur l’âge par rapport aux marqueurs sanguins.
En 2016, elle a eu accès à une cohorte plus grande, environ 5 000 personnes de la ville de Jidong, ainsi que des techniques d’IA plus avancées. Grâce aux capacités élevées de traitement des données de l’IA, Jing-Dong Han a réussi à reproduire la façon dont un humain perçoit la manifestation de l’âge organique sur le visage d’une personne. Afin de minimiser les fluctuations d’une observation à une autre, dans son étude, l’âge biologique de chacun des sujets a été estimé indépendamment par cinq volontaires et a servi de «vérité sur le terrain» pour provoquer l’intelligence artificielle.
Son moteur IA, qui a appris grâce à ces observations humaines et qui les a affinés, était étonnamment précis. En moyenne, ses prédictions s’écartent de l’âge correct d’environ trois ans par rapport au modèle de l’âge chronologique et par rapport à celui de l’âge perçu. Dans l’étude de Jing-Dong Han, il a été considéré que les participants qui sont apparus trois ans de plus que la date enregistrée sur leur certificat de naissance vieillissaient rapidement, tandis que ceux qui semblaient moins lentement âgés de trois ans.
Selon Jing-Dong Han, la différence entre leur âge prévu et leur âge réel peut être corrélée avec divers paramètres de santé, et ce sont ces cas particuliers qui nous disent le plus sur la façon dont nous vieillissons.
Pour explorer les liens entre l’apparence, l’âge et les facteurs sous-jacents ayant une influence sur la santé, Jing-Dong Han a effectué des tests sanguins et mené une enquête sur les habitudes des participants. Par exemple, le tabagisme, le ronflement et le niveau élevé de cholestérol dans le sang étaient des caractéristiques souvent associées aux personnes vieillissant rapidement tandis que la consommation de yaourts, prenant vos repas à des moments réguliers et ayant une plus grande densité minérale osseuse étaient plus fréquemment présentes chez ceux qui vieillissent plus lentement.
L’âge mûr, c’est-à-dire la quarantaine et le début des années 50, semble être une période où les différences entre les personnes qui vieillissent rapidement et lentement sont plus visibles. Certaines personnes peuvent sembler assez vieilles alors qu’elles n’ont que 40 ans tandis que d’autres ont 55 ans mais semblent toujours très jeunes. Selon Jin-Dong Han, cette variabilité signifie que l’adoption d’habitudes plus saines pourrait changer considérablement la situation au cours de cette période.
Jing-Dong Han et ses collaborateurs ont également développé des modèles supplémentaires pour examiner les mécanismes moléculaires qui sous-tendent le vieillissement et les associer aux caractéristiques faciales des personnes vieillissant plus rapidement grâce aux horloges créées grâce à l’intelligence artificielle. Par exemple, ils ont conçu des horloges capables d’identifier des gènes actifs dans le sang des individus qui apparaissent plus âgés et de les associer aux caractéristiques faciales du même individu.
Lorsque ces prédictions se chevauchent, les chercheurs sont capables de déterminer quels gènes (et donc quels chemins moléculaires) sont activés sur les visages apparaissant plus âgés et inhibés sur ceux qui semblent plus jeunes. Selon Jing-Dong Han, pour toutes les horloges, «le vieillissement accéléré est fortement associé aux infections et à l’inflammation» qui se manifestent sur le visage par un rétrécissement du front tandis que la peau s’affaisse. D’un autre côté, des niveaux élevés de LDL et de cholestérol dans le sang se traduisent par des joues et des poches complètes sous les yeux.
La recherche sur le vieillissement est devenue plus démocratique, mais ce domaine continue de faire face à un problème: nous ne savons pas exactement ce qu’est l’âge biologique, ni s’il existe un moyen objectif de le définir quantitativement. Mais selon Ruibao Ren, médecin-chercheur du Centre international de vieillissement et de cancer de la Faculté de médecine à Hainan, en Chine, la recherche de Jing-Dong Han, ainsi que le travail en cours dans d’autres laboratoires, ont permis de grandes avancées pour combler cette lacune.
«Le simple fait de pouvoir mesurer le vieillissement est déjà un grand bond en avant et la technologie du docteur Han, que nous utilisons déjà à l’hôpital où [elle] Les officiers à Hainan joueront un rôle important dans les études sur le vieillissement », explique Ruibao Ren. Les entreprises du secteur pharmaceutique peuvent utiliser cet outil pour évaluer les médicaments pour la promotion de la longévité ou le ralentissement du vieillissement. Les médecins auront la possibilité de faire plus de dépistage à des fins de prévention.
Les médecins pourraient également intégrer l’âge organique dans la batterie de test incluse dans notre évaluation annuelle au cours de laquelle notre cholestérol ou notre tension artérielle est mesurée. «Cela pourrait servir de signal d’alarme et vous pousser à vous demander: procédez-vous correctement en ce qui concerne votre santé?» Prédit Ruibao Ren.
Et contrairement à d’autres horloges qui nécessitent des échantillons de sang ou de tissu et des analyses coûteuses à mettre en œuvre, l’horloge faciale est économique et non invasive, le patient n’a qu’à s’asseoir pendant une minute devant une imagerie 3D.
Christopher Bell voit également un grand potentiel dans l’étude en profondeur des horloges du vieillissement, en particulier à mesure que les ensembles de données augmentent. Par exemple, les horloges épigénétiques les plus anciennes ont pris en compte 1 500 sites de méthylation potentiels sur notre ADN, tandis que les horloges les plus récentes examinent plus de 900 000. Mais selon Christopher Bell, le véritable pouvoir de ces horloges d’âge est qu’ils peuvent nous offrir de nouveaux aperçus des mécanismes de vieillissement.
Il insiste par exemple sur le fait que la méthylation anormale de l’ADN est caractéristique du cancer mais aussi du vieillissement. En comprenant ces deux scénarios, «nous pourrions identifier de nouvelles avenues thérapeutiques pour traiter ces maladies», explique Christopher Bell.
Mais il recommande d’être prudent dans l’interprétation des résultats des horloges du vieillissement. «En termes de population, ces horloges entrent dans certains aspects du vieillissement. D’un autre côté, au niveau individuel, il y a plus de travail à fournir.« Si nous mesurons l’âge d’une personne particulière avec une horloge épigénétique, nous ne pouvons pas être sûrs que ce dernier mesurera à la fois chez cette personne, ou que les changements qui se sont produits dans le temps sont représentatifs de la réalité. »»
Quant à Jing-Dong Han, son équipe continue d’étudier d’autres horloges telles que l’horloge du transcriptome qui reflète les dommages subis par l’ADN dans le sang et une horloge fonctionnant avec les informations des cellules uniques. L’objectif est d’agrégation des mesures disparates (chaque horloge a un aspect différent du vieillissement) et d’en faire une horloge composite. Ils continuent également d’affiner leur horloge de vieillissement facial, une version applicable à tout groupe ethnique sera bientôt publiée.
Quel est l’objectif ultime de Jing-Dong Han? «Eh bien, je dis à mes collègues que je vais essayer de les faire vivre au moins cinq ans de plus et les faire apparaître cinq ans de moins», rit-elle.
