تعیین «سن چشم» و درمان دقیق‌تر بیماری‌ها با هوش مصنوعی

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیواطلس، محققان پروتئین‌های اختصاصی سلولی را در مایع چشم شناسایی کرده و از هوش مصنوعی برای تعیین اینکه کدام پروتئین‌ها پیری را در بیماری‌های خاص تسریع می‌کنند، استفاده کرده‌اند. درک منشأ سلولی این پروتئین‌های محرک بیماری ممکن است به درمان‌های دقیق‌تر و آزمایش‌های بالینی آگاهانه‌تر کمک کند.

تجزیه و تحلیل سلول‌ها بخش مهمی از درک مکانیسم‌های بیماری است. با این حال، در اندام‌هایی که ترمیم نمی‌شوند، مانند چشم، گرفتن نمونه‌های بافتی به دلیل آسیبی که ایجاد می‌کند، غیر عملی است؛ بنابراین، پژوهشگران برای رفع این مشکل باید خلاقیت به خرج دهند.

در همین راستا محققان پزشکی استنفورد به تازگی موفق به توسعه تکنیکی برای بررسی پروتئین‌های سلولی خاص موجود در زلالیه، مایع مغذی داخل قسمت جلوی چشم و استفاده ازهوش مصنوعی برای تعیین «سن چشم» فرد و چگونگی تأثیر بیماری بر آن انجام دادند.

محققان زلالیه را از ۴۶ بیمار سالم جمع آوری کردند تا مشخص کنند چه پروتئینی در مایع وجود دارد. آن‌ها با استفاده از تکنیکی به نام «تمپو» (TEMPO)، پروتئین‌ها را به یک نوع سلول ردیابی کردند که در آن «ار ان ای» (RNA) ایجاد کننده آن پروتئین قرار دارد.

وینیت ماهاجان، نویسنده این مطالعه گفت: اولین گام در توسعه هر نوع درمان موفق، درک مولکول‌ها است. در سطح مولکولی، بیماران تظاهرات متفاوتی را حتی با یک بیماری نشان می‌دهند. با یک اثر انگشت مولکولی مانند آنچه ما توسعه داده‌ایم، می‌توانیم دارو‌هایی را انتخاب کنیم که برای هر بیمار مؤثر باشد.

محققان ۵۱۵۳ پروتئین را در مایع زلالیه شناسایی کردند و این اطلاعات را به یک الگوریتم هوش مصنوعی دادند تا ببینند آیا یک زیرمجموعه از آن‌ها می‌تواند سن بیمار را پیش بینی کند یا خیر؟ آن‌ها ۲۶ مورد را شناسایی کردند که در صورت استفاده به صورت گروهی می‌توانستند این کار را انجام دهند. همچنین از افراد مبتلا به سه نوع بیماری چشمی زلالیه گرفته شد: «رتینوپاتی دیابتی» که باعث نشت رگ‌های خونی در چشم و از دست دادن بینایی می‌شود، «رتینیت پیگمانتوزا» که باعث از بین رفتن سلول‌های حساس به نور در پشت چشم می‌شود و «اوتیت» که التهاب داخل چشم را در پی دارد.

محققان با مقایسه زلالیه چشم بیمار با زلالیه سالم دریافتند که پروتئین‌های موجود در چشم بیمار نشان دهنده افزایش سن سلولی است. در بیماران مبتلا به رتینوپاتی دیابتی مرحله اول، سلول‌ها ۱۲ سال و در بیماران مبتلا به رتینوپاتی مرحله آخر، ۳۱ سال مسن‌تر بودند. در بیماران مبتلا به رتینیت پیگمانتوزا و اوتیت، سلول‌ها ۲۹ سال پیرتر بودند.

ماهجان گفت: این یکی از بهترین ارتباطاتی است که تاکنون ایجاد شده است و نشان می‌دهد که بیماری باعث تسریع پیری می‌شود.

مدل هوش مصنوعی همچنین نشان داد که سلول‌های مسئول افزایش سن چشمی در بین بیماری‌های مورد مطالعه متفاوت هستند. در رتینوپاتی دیابتی مرحله آخر، سلول‌های عروقی، سلول‌های شبکیه در رتینیت پیگمانتوزا و سلول‌های ایمنی در اوتیت بودند.

محققان دریافتند که برخی از این سلول‌های مبتلا به بیماری معمولا هدف درمان قرار نمی‌گیرند و این نشان می‌دهد که باید ارزیابی مجددی از درمان‌های فعلی وجود داشته باشد. نکته مهم این است که محققان دریافتند که برخی از سلول‌ها پیش از بروز علائم، پیری سریع‌تری از خود نشان می‌دهند، به این معنی که درمان می‌تواند زودتر آغاز شود تا از آسیب‌های جبران ناپذیر جلوگیری شود. محققان می‌گویند هدف قرار دادن سلول‌های پیر و بیمار می‌تواند درمان را موثرتر کند، زیرا این دو به طور جداگانه، اما همزمان باعث ایجاد آسیب چشمی می‌شوند.

آن‌ها اضافه می‌کنند که یافته‌های آن‌ها می‌تواند به آزمایش‌های بالینی آینده را اطلاع رسانی کند؛ زیرا کسانی که آن ا را اجرا می‌کنند، نگاهی دقیق‌تر به فرآیند‌های سلولی هدایت کننده بیماری خواهند داشت.

ماهجان گفت:  گویی ما این سلول‌های زنده را در دست گرفته و با یک ذره بین آن‌ها را بررسی می‌کنیم. ما در حال ارتباط نزدیک با بیماران خود در سطح مولکولی هستیم که سلامت دقیق و آزمایش‌های بالینی آگاهانه‌تری را ممکن می‌سازد.

محققان قصد دارند تکنیک تمپو و ساعت پیری را در سایر مایعات اندام بدن مانند صفرا و مایع مفصلی به کار ببرند.

این مطالعه در مجله «سل» (Cell) منتشر شده است.