یک پژوهش تازه در حوزه یادگیری ماشین اشکال پنهان بیماری پارکینسون را شناسایی کرده که به گفته پژوهشگران میتواند توضیح دهد چرا یک درمان برای همه بیماران کارساز نیست.
یک مطالعه جدید (منبع به زبان انگلیسی) نشان میدهد بیماری پارکینسون ممکن است یک بیماری واحد نباشد، بلکه چند وضعیت زیستی متمایز باشد که میتوانند به درمانهای متفاوتی نیاز داشته باشند.
آگهی
آگهی
پژوهشگران در مؤسسه زیستفناوری فلاندرز (VIB) و دانشگاه کِییو لوون در بلژیک با استفاده از یادگیری ماشینی دو گروه اصلی و پنج زیرگروه از بیماری پارکینسون را در مدلهای مگس میوه شناسایی کردند.
بیماری پارکینسون که با علایمی مانند دشواری در حرکت و زوال پیشرونده عصبی همراه است، اغلب به عنوان یک اختلال واحد در نظر گرفته میشود.
اما این بیماری میتواند بر اثر جهش در بسیاری از ژنهای مختلف ایجاد شود که هر یک ممکن است به شیوهای متفاوت کارکرد مغز را مختل کند.
همین موضوع توسعه درمانهای موثر را دشوار کرده است. دارویی که برای هدف گرفتن یک مسیر زیستی طراحی شده باشد شاید به برخی بیماران کمک کند اما بر دیگران اثر چندانی نداشته باشد.
بر اساس اعلام سازمان جهانی بهداشت، مرگ و ناتوانی ناشی از بیماری پارکینسون به سرعت در حال افزایش است. این سازمان در سال ۲۰۱۹ برآورد کرد بیش از ۸.۵ میلیون نفر به این اختلال مبتلا هستند.
پاتریک فرسترکن، رئیس گروه پژوهشی نوروزیستشناسی مولکولی در ویآیبی ـ کِییو لوون، گفت: «وقتی پزشکان یا بیماران به این بیماری نگاه میکنند، علایم بالینی را میبینند؛ چیزی که مبتلایان به پارکینسون را در یک گروه قرار میدهد.»
او افزود: «اما وقتی در سطح مولکولی به ماجرا نگاه میکنید، میبینید که بیماران در زیردستههای مختلف قرار میگیرند و این مهم است، چون اساسا یک داروی واحد که بتواند همه اختلالهای مولکولی متفاوت در همه انواع پارکینسون را هدف بگیرد وجود ندارد.»
برای بررسی این تفاوتها، پژوهشگران از مگسهای میوهای استفاده کردند که حامل جهش در ۲۴ ژن مرتبط با بیماری پارکینسون بودند. آنها رفتار این مگسها را در طول زمان زیر نظر گرفتند و سپس با تحلیلهای رایانهای به دنبال الگوها در نتایج گشتند.
ناتالی کمپف، نویسنده اول این مطالعه و پژوهشگر مرکز مغز و پژوهش بیماری در ویآیبی ـ کِییو لوون، گفت: «ما بدون هیچ پیشداوری در مورد این که هر جهش مشخص چگونه بر مدل حیوانی ما اثر میگذارد وارد شدیم. حیواناتی را با جهش در هر یک از آن ۲۴ ژن مختلف که باعث این بیماری میشوند انتخاب کردیم و فقط رفتار آنها را در بازههای زمانی مختلف پایش کردیم.»
نتایج نشان میدهد شکلهای ژنتیکی مختلف بیماری پارکینسون به طور طبیعی در گروههای جداگانه قرار میگیرند. این میتواند به دانشمندان کمک کند تا به دنبال علایم هشداردهنده ویژه هر گروه بگردند و درمانهایی را توسعه دهند که برای بیمارانی طراحی شدهاند که بیشترین احتمال بهرهمندی را دارند.
فرسترکن گفت: «حال با داشتن این زیردستهها میتوانیم سراغ همان گروه از بیماران با آن جهشهای خاص برویم، به دنبال نشانگرهای زیستی ویژه بگردیم و داروهایی متناسب با هر گروه توسعه دهیم.»
پژوهشگران همچنین درمانهای احتمالی را در گروههای مختلف مدلهای مگس میوه آزمایش کردند. آنها دریافتند درمانی که علایم شبیه پارکینسون را در یک گروه بهبود میبخشید، لزوما در گروه دیگر کارایی نداشت.
فرسترکن گفت: «وقتی نخستین ترکیبی را که زیردسته الف را درمان کرده بودیم برداشتیم و آن را در زیردسته ب آزمایش کردیم، دومی نجات پیدا نکرد. مطالعه ما نشان میدهد میتوان داروهایی ویژه هر زیردسته ساخت که اثرات مثبتی دارند و واقعا برای همان زیردسته خاص اختصاصی هستند.»
این پژوهش هنوز در مراحل ابتدایی است و روی مگسهای میوه انجام شده، نه روی بیماران انسانی.
با این حال به آیندهای اشاره میکند که در آن میتوان درمانهای پارکینسون را بسیار دقیقتر با علت زیستی بیماری هر فرد منطبق کرد.
این تیم میگوید همین رویکرد میتواند برای دیگر بیماریهای پیچیده ناشی از ژنهای متعدد یا عوامل محیطی نیز مفید باشد.
فرسترکن گفت: «همین اصل را میتوان به انواع دیگر بیماریها هم تعمیم داد. بیماریهایی که بر اثر جهش در مجموعهای از ژنهای مختلف یا عوامل محیطی ایجاد میشوند را میتوان بر اساس همین اصل طبقهبندی کرد.»