ارتباط بین میکروارگانیزم‌های موجود در روده و پیش‌آگهی آرتروز مفصلی

طبق تحقیقات جدید مرکز درمان‌های شخصی‌سازی شده Center for Individualized Medicine از کلینیک مایو، یکی از شاخص‌های مهم در پیش‌بینی روند درمان بیماران مبتلا به آرتروز مفصلی، سرنخی در میکروارگانیزم‌های روده دارد.

این تحقیقات که در ژورنال «پزشکی ژنوم Genome Medicine» منتشر شده نشان می‌دهد پیش‌بینی روند پیش‌آگهی بیماران مبتلا به آرتروز مفصلی غیرممکن نیست؛ بدین منظور، باید روی تریلیون‌ها باکتری، ویروس و قارچ‌ ساکن در دستگاه (مجرا) روده‌ی بزرگ تمرکز کرد که با نام کلی «میکروارگانیزم‌های روده Gut Microbes» شناخته می‌شوند. نتایج این پژوهش حاکی از این است که بین میکروارگانیزم‌های روده و نتیجه‌ی درمان آرتروز مفصلی ارتباط وجود دارد.

ژایون سانگ، متخصص زیست‌شناسی محاسباتی مرکز درمان‌های شخصی‌سازی شده و یکی از نویسندگان این مقاله، توضیحات بیشتری در این باره ارائه می‌دهد: «این اولین پژوهشی است که از داده‌های مربوط به میکروارگانیزم‌های روده برای پیش‌بینی میزان پیشرفت بیماری آرتروز مفصلی استفاده می‌کند و در این فرآیند، نیازی به در نظر گرفتن شرایط اولیه یا درمان‌های قبلی ندارد.»

آرتروز مفصلی بیماری مزمنی است که با ورم و درد مفاصل شناخته می‌شود. این بیماری می‌تواند به فرسایش استخوان‌ها و غضروف‌ها، بدشکلی مفاصل و از دست دادن حرکت منتهی شود. نزدیک به 3/1 میلیون نفر در آمریکا از این بیماری پیچیده رنج می‌برند.

تمرکز بر میکروارگانیزم‌ها

محققان برای انجام این مطالعات، روی 32 آزمودنی که بیماران مبتلا به آرتروز مفصلی بودند، در طی دو مرتبه مراجعه به کلینیک، تجزیه و تحلیلی جامع و دقیق از ژنومیک انجام داده‌اند؛ این فرآیند «توالی‌یابی متاژنومیک شاتگان Shotgun metagenomic sequencing» نامیده می‌شود. پژوهشگران ارتباط بین زندگی میکروارگانیزم‌های روده و کوچک‌ترین تغییرات معنی‌دار مشاهده شده در روند بالینی بیماری مذکور را مورد مطالعه قرار دادند و دریافتند چند ویژگی این میکروارگانیزم‌ها با پیش‌آگهی‌های بعدی ارتباط دارند.

جان ام‌دیویس، متخصص تاندون و مفاصل کلینیک مایو است که به طور ویژه بر آرتروز تورمی تمرکز دارد. ام‌دیویس که از نویسندگان این مقاله بوده، می‌گوید: «با نگاه به پروفایل خط پایه‌ی میکروارگانیزم‌های روده، توانستیم ویژگی‌هایی معنادار کشف کنیم که در بین بیماران با نتایج درمانی یکسان، مشترک بودند.»

دکتر سانگ در ادامه می‌گوید: «نکته‌ی جالبی که داده ها نشان دادند این بود که بسته به نتیجه‌ی نهایی درمان بالینی، میکروارگانیزم‌های روده در مراحل مختلفی از چرخه‌ی زیست‌محیطی بوده و علاوه بر این، روند رشد متفاوتی هم داشتند.»

در مرحله‌ی بعد پروژه، محققان با استفاده از هوش مصنوعی یادگیری عمیق این نکته را مورد مطالعه قرار دادند که آیا می‌توان بهبود بالینی بیماران را پیش‌بینی کرد یا خیر. دقت پیش‌بینی‌ها در کل به 90 درصد رسید؛ بنابراین می‌توان گفت ادغام میکروارگانیزم‌های روده و فناوری هوش مصنوعی به منظور پیش‌بینی روند بیماری آرتروز مفصلی، از نظر تئوری تأیید شد.

مسیر درمان

دکتر دیویس معتقد است: «در آینده می‌توان با استفاده از شاخص‌های زیستی پیش‌آگهی از این دست، بیمارانی که با درمانی خاص به سرعت بهبود می‌یابند را تشخیص داد؛ بدین ترتیب، این افراد مجبور به متحمل شدن هزینه و خطر درمان‌های دیگری که کارآمدی چندانی ندارند، نخواهند بود. عکس این موضوع هم صدق می‌کند؛ به کمک این ابزارها می‌توان بیمارانی که احتمال بهبود علائم بیماری‌شان پایین است را نیز تشخیص داد. این بیماران تحت نظارت و مراقبت دقیق‌تری قرار می‌گیرند. با این‌که هنوز راه زیادی پیش رو داریم، می‌توانیم بگوییم که در مسیر درستی حرکت می‌کنیم؛ مسیری که درک ما از این بیماری را ارتقاء داده و کمک می‌کند درمانی شخصی‌سازی شده برای بیماران مبتلا به آرتروز مفصلی ارائه دهیم.»

نقش میکروارگانیزم‌های روده در آرتروز مفصلی

مدتی است که دانشمندان به نقش میکروارگانیزم‌های روده در آرتروز مفصلی و بسیاری دیگر از بیماری‌های تورمی و خودایمنی علاقه‌مند شده‌اند. جمعیت عظیم این میکروارگانیزم‌ها به هضم غذا، تنظیم سیستم ایمنی و حفاظت از بدن در برابر باکتری‌های بیماری‌زا کمک می‌کنند.

محققان بر این نکته تأکید دارند که میکروارگانیزم‌های بدن هر فردی با فرد دیگر تفاوت دارد و این اکوسیستم، ترکیب پیچیده‌ای از ژنتیک، رژیم غذایی و تأثیرات محیطی را شامل می‌شود. با تکیه بر این تفاوت‌ها می‌توان اختلاف مشاهده شده در علائم آرتروز مفصلی بین بیماران را توجیه کرد؛ این تفاوت‌ها هستند که درمان و پیش‌بینی این بیماری را با مشکل روبرو می‌کنند.

پروژه‌ی مذکور دومین پژوهش دکتر سانگ و دیویس در حوزه‌ی بیماری‌ آرتروز مفصلی محسوب می‌شود. این مسئله یادآور ضرورت همکاری بین زیست‌شناسان محاسباتی و پزشکان برای حل مشکلات و مسائل پیچیده‌ی حوزه‌ی پزشکی است. همه‌ی این متخصصان سعی در توسعه و طراحی ابزارهای داده‌بنیان دارند تا به تشخیص و پیش‌آگهی زودهنگام و درمان آرتروز مفصلی کمک کنند. پژوهشگران نیز در تلاش‌اند با بررسی راه‌های گوناگون، در توسعه‌ی شاخص‌های زیستی و درمان‌های جدید مشارکت داشته باشند.

دکتر سانگ در آخر اضافه می‌کند: «همانطور که این مطالعات نشان دادند، تغییر میکروارگانیزم‌های روده به منظور ارتقای درمان‌های بالینی را می‌توان بشارت‌دهنده‌ی درمان‌های آینده برای بیماری آرتروز مفصلی دانست. این روش‌ها می‌توانند نحوه‌ی مراقبت ما از بیماران و درمان‌های ارائه شده را متحول کنند.»

اگر نمونه دیگری از کاربرد هوش مصنوعی در علم پزشکی می‌شناسید در قسمت کامنت به ما معرفی کنید.

جدیدترین اخبار هوش مصنوعی ایران و جهان را با هوشیو دنبال کنید