A retina e a osteoporose: o modelo RetiAGE com IA liga olhos e ossos

Os olhos são uma janela para o que se passa no fundo do nosso estado de saúde.

Sendo a única extensão visível do sistema nervoso central, estes órgãos sensoriais podem dar pistas não só sobre o cérebro e os vasos sanguíneos, mas também - de forma inesperada - sobre os próprios ossos.

Estudos populacionais realizados em Singapura e no Reino Unido vieram agora indicar que o risco de osteoporose de uma pessoa pode estar relacionado com a rapidez com que os seus olhos estão a envelhecer.

A osteoporose é uma perda “silenciosa” de densidade mineral óssea que afeta quase 20 por cento da população mundial.

É particularmente frequente em mulheres após a menopausa e em pessoas idosas, e traduz-se em ossos mais frágeis, o que pode aumentar o risco de fraturas de forma potencialmente fatal.

Ainda não existe cura e, por vezes, o diagnóstico através de um exame de densidade óssea é feito demasiado tarde para permitir medidas preventivas, como aumentar o exercício físico ou ajustar a alimentação.

Muitas vezes, estes exames nem sequer são recomendados até que alguém, acima de determinada idade, sofra uma fratura.

Perante isto, fotografar a retina poderá ser um modo mais simples de acompanhar o estado do esqueleto ao longo do envelhecimento.

Os olhos são um dos poucos locais do corpo onde é possível observar nervos, vasos sanguíneos, marcadores inflamatórios e pistas metabólicas sem recorrer a técnicas invasivas.

O que os estudos em Singapura e no Reino Unido sugerem sobre a osteoporose

Tendo isso em conta, um estudo populacional com quase 2.000 adultos em Singapura encontrou uma associação relevante: quanto mais “envelhecida” a retina aparentava estar, segundo determinados marcadores, mais provável era a pessoa apresentar menor densidade mineral óssea.

A mesma equipa procurou depois confirmar o padrão recorrendo ao UK Biobank, com quase 44.000 participantes, e voltou a observar uma tendência semelhante. Quanto mais velha parecia a retina, maior era o risco de desenvolver osteoporose ao longo do tempo - mesmo depois de serem considerados os principais fatores de risco.

"These findings suggest that retinal biological aging may reflect broader aging processes related to skeletal health," concluem os autores, liderados por investigadores do Singapore Eye Research Institute.

"Retinal imaging may therefore provide a simple, non-invasive, and accessible way to support opportunistic screening for osteoporosis risk."

Nos últimos anos, a camada mais interna do olho, conhecida como retina, tem vindo a destacar-se como um potencial indicador poderoso de problemas de saúde subjacentes.

Alguns trabalhos sugerem até que sinais profundos no interior dos olhos podem revelar quem terá maior risco de declínio cognitivo ou de um envelhecimento mais rápido.

Estas hipóteses ainda são experimentais, mas a evidência acumulada aponta para a existência de pistas relevantes na retina sobre o nosso estado “oculto”.

O desafio maior é aprender a interpretar esses sinais para extrair informação útil sobre a saúde de diferentes órgãos, como o coração ou o cérebro.

A inteligência artificial (IA) está a ajudar a separar e identificar os detalhes, ao analisar conjuntos de dados de enorme dimensão.

RetiAGE: um modelo de IA para estimar o envelhecimento da retina

Uma equipa liderada pelo oftalmologista Qingsheng Peng, do Singapore National Eye Center, treinou um modelo de aprendizagem profunda para estimar a velocidade a que a retina envelhece, recorrendo a quase 130.000 imagens da retina de mais de 40.000 participantes num estudo de saúde na Coreia do Sul.

Esse modelo de IA, designado RetiAGE, foi depois aplicado às populações de Singapura e do Reino Unido para prever a probabilidade, em 10 anos, de surgir um diagnóstico de osteoporose ou de ocorrer uma fratura.

O modelo não é abrangente e baseia-se apenas em alguns marcadores de envelhecimento ocular, mas os resultados sugerem uma ligação estreita entre olhos e saúde óssea.

Resultados: aumento do risco com cada desvio-padrão de RetiAGE

No conjunto de dados do Reino Unido, por cada aumento de um desvio-padrão no RetiAGE, a equipa observou um risco 12 por cento superior de osteoporose. Esta associação manteve-se mesmo após considerar:

• idade
• género
• IMC
• atividade física
• tabagismo
• saúde cardiovascular

Embora as mulheres tenham maior probabilidade de receber um diagnóstico de osteoporose, no conjunto de dados do Reino Unido a relação entre saúde óssea e saúde ocular pareceu ser mais forte nos homens. Em cada aumento de um desvio-padrão no RetiAGE, este subgrupo apresentou um risco 25 por cento mais elevado de osteoporose.

Porque é que olhos e ossos podem partilhar sinais de envelhecimento

Os ossos e os olhos são partes do corpo muito diferentes, mas beneficiam de escolhas de estilo de vida semelhantes - como prática de atividade física, alimentação e exposição solar. Isto significa que, se estes fatores estiverem a contribuir para um envelhecimento ocular mais saudável, é provável que também estejam a favorecer um envelhecimento ósseo mais saudável.

Também poderão existir fatores genéticos comuns. Por exemplo, um gene que regula células imunitárias no olho é igualmente responsável pela produção de células ósseas importantes.

Além disso, há riscos partilhados: problemas ligados à inflamação ou ao sistema vascular podem afetar tanto os ossos como os olhos. Um exame de optometria, por exemplo, pode ajudar a identificar casos de hipertensão.

Curiosamente, a hipertensão e a osteoporose estão intimamente relacionadas e partilham características subjacentes. Alguns estudos chegam mesmo a sugerir que a tensão arterial elevada pode conduzir a uma menor remodelação óssea.

Nenhuma entidade do corpo existe isoladamente. Se os olhos estiverem a transmitir uma informação, essa mensagem poderá aplicar-se a muitas outras dimensões da saúde humana.

Num estudo populacional de 2018 na Coreia do Sul, por exemplo, os cientistas observaram que a osteoporose estava associada à degenerescência macular relacionada com a idade no interior do olho, mas apenas entre mulheres.

"RetiAGE scores, which can be easily extracted from standard retinal photos, offer a non-invasive, low-cost, repeatable measure," defendem Peng e colegas.

"Our study results highlight the potential of using retinal photos to screen for pre-clinical osteoporotic patients."

O estudo foi publicado na PLOS Digital Health.