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Objetivo Zhu et al. (2021) desenvolveram um modelo de aprendizagem profunda (AP) que foi capaz de prever a idade a partir de imagens de fundo de olho (idade da retina) e investigaram a associação entre a diferença de idade da retina (idade da retina prevista pelo modelo DL menos a idade cronológica) e o risco de mortalidade. Métodos Um total de 80.169 imagens de fundo de olho tiradas de 46.969 participantes do Biobank do Reino Unido com qualidade razoável foram incluídas neste estudo. Destes, 19.200 imagens de fundo de olho de 11.052 participantes sem histórico médico no início do estudo foram usadas para treinar e validar o modelo AP para previsão de idade por validação cruzada de 5 vezes. Um total de 35.913 dos 35.917 participantes restantes tinham dados de mortalidade disponíveis e foram usados para investigar a associação entre a diferença de idade da retina e a mortalidade. Resultados O modelo de AP obteve uma forte correlação de 0,81 (p<0,001) entre a idade retiniana e a idade cronológica, e um erro absoluto médio geral de 3,55 anos. Os modelos de regressão de Cox mostraram que cada aumento de 1 ano na diferença de idade da retina estava associado a um aumento de 2% no risco de mortalidade por todas as causas (razão de risco [HR] = 1,02, IC 95%: 1,00 a 1,03, p = 0,020) e um risco aumentado de 3% de mortalidade por causa específica atribuível a doenças não cardiovasculares e não cancerosas (HR=1,03, 95% CI %: 1,00 a 1,05, p=0,041) após ajustes multivariados. Nenhuma associação significativa foi identificada entre a diferença de idade da retina e mortalidade cardiovascular ou relacionada ao câncer. Conclusão Os achados do estudo indicaram que a diferença de idade da retina pode ser um potencial biomarcador do envelhecimento que está intimamente relacionado ao risco de mortalidade, implicando no potencial da imagem da retina como uma ferramenta de triagem para estratificação de risco e entrega de intervenções personalizadas. |
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A diferença entre a idade biológica da retina, as camadas de tecido nervoso sensível à luz na parte de trás do olho e a idade real (cronológica) de uma pessoa está ligada ao risco de morte, segundo pesquisa publicada on-line no British Journal of Oftalmology.
Essa "diferença de idade na retina" pode ser usada como uma ferramenta de triagem, sugerem os pesquisadores.
Um crescente corpo de evidências sugeriu que a rede de pequenos vasos (microvasculatura) na retina pode ser um indicador confiável da saúde geral do cérebro e do sistema circulatório do corpo.
Embora os riscos de doença e morte aumentem com a idade, é claro que esses riscos variam consideravelmente entre pessoas da mesma idade, implicando que o 'envelhecimento biológico' é único para o indivíduo e pode ser um melhor indicador de saúde atual e futuro, diz o pesquisador.
Vários marcadores teciduais, celulares, químicos e baseados em imagem foram desenvolvidos para detectar o envelhecimento biológico que está fora de sintonia com o envelhecimento cronológico. Mas essas técnicas estão repletas de questões éticas e de privacidade, além de serem frequentemente invasivas, caras e demoradas, dizem os pesquisadores.
Então eles se voltaram para o aprendizado profundo para ver se ele poderia prever com precisão a idade da retina de uma pessoa a partir de imagens do fundo, a superfície interna posterior do olho, e para ver se havia alguma diferença entre isso e a idade real da pessoa conhecido como "intervalo de idade da retina", pode estar associado a um aumento do risco de morte.
O aprendizado profundo é um tipo de aprendizado de máquina e inteligência artificial (IA) que imita a maneira como as pessoas adquirem certos tipos de conhecimento. Mas, ao contrário dos algoritmos clássicos de aprendizado de máquina que são lineares, os algoritmos de aprendizado profundo são empilhados em uma hierarquia de complexidade crescente.
Os pesquisadores se basearam em 80.169 imagens de fundo de olho tiradas de 46.969 adultos com idades entre 40 e 69 anos, todos parte do UK Biobank, um grande estudo populacional de mais de meio milhão de residentes do Reino Unido de meia-idade e mais velhos.
Cerca de 19.200 imagens de fundo de olho direito de 11.052 participantes com saúde relativamente boa na verificação de saúde inicial do Biobank foram usadas para validar a precisão do modelo de aprendizado profundo para previsão da idade da retina.
Isso mostrou uma forte associação entre a idade retiniana prevista e a idade real, com precisão geral dentro de 3,5 anos.
Os 35.917 participantes restantes foram então avaliados quanto à diferença de idade da retina durante um período médio de acompanhamento de 11 anos. Durante esse período, 1.871 (5%) participantes morreram: 321 (17%) de doenças cardiovasculares; 1018 (54,5%) de câncer; e 532 (28,5%) por outras causas, incluindo demência.
As proporções de "envelhecimento rápido" (aqueles cujas retinas pareciam mais velhas do que sua idade real) com diferenças de idade da retina de mais de 3, 5 e 10 anos foram, respectivamente, 51%, 28% e 4,5%.
Grandes diferenças de idade da retina em anos foram significativamente associadas a um aumento de 49% a 67% no risco de morte, exceto por doenças cardiovasculares ou câncer.
E cada aumento de 1 ano na diferença de idade da retina foi associado a um aumento de 2% no risco de morte por qualquer causa e um aumento de 3% no risco de morte por uma causa específica que não seja doença cardiovascular e câncer, depois de contabilizar fatores influentes como alta pressão arterial, peso (IMC), estilo de vida e etnia.
O mesmo processo aplicado aos olhos esquerdos produziu resultados semelhantes.
Este é um estudo observacional e, como tal, não pode estabelecer a causa. Os pesquisadores também reconhecem que as imagens da retina foram capturadas em um ponto no tempo e que os participantes podem não ser representativos da população do Reino Unido como um todo.
No entanto, eles escrevem: “Nossas novas descobertas determinaram que a diferença de idade da retina é um preditor independente de aumento do risco de mortalidade, especialmente mortalidade não relacionada a doenças cardiovasculares ou câncer. Esses achados sugeriram que a idade da retina pode ser um biomarcador clinicamente significativo do envelhecimento."
Eles acrescentam: “A retina ofereceu uma 'janela' única e acessível para avaliar os processos patológicos subjacentes de doenças vasculares e neurológicas sistêmicas que estão associadas ao aumento do risco de mortalidade.”
"Esta hipótese é apoiada por estudos anteriores, que sugeriram que as imagens da retina contêm informações sobre fatores de risco cardiovascular, doença renal crônica e biomarcadores sistêmicos".
As novas descobertas, combinadas com pesquisas anteriores, adicionaram peso à "hipótese de que a retina desempenha um papel importante no processo de envelhecimento e é sensível aos danos cumulativos do envelhecimento que aumentam o risco de mortalidade", explicam.