DziÄ™ki wykorzystaniu sztucznej sieci neuronowej naukowcom z Australii i Stanów Zjednoczonych udaÅ‚o siÄ™ wyodrÄ™bnić unikalne kombinacje metabolitów powiÄ…zane z chorobÄ… Parkinsona. NarzÄ™dzie o nazwie CRANK-MS, wykorzystujÄ…c dane z analizy krwi, zidentyfikowaÅ‚o wczesne markery zachorowania. Badacze sÄ…dzÄ…, że dziÄ™ki temu w przyszÅ‚oÅ›ci uda siÄ™ opracować proste testy diagnostyczne z krwi.
– Choroba Parkinsona to wyniszczajÄ…ca choroba neurologiczna, która charakteryzuje siÄ™ powolnoÅ›ciÄ… ruchów, drżeniem ciaÅ‚a, sztywnoÅ›ciÄ… mięśni i zaburzeniami równowagi. Nie ma konkretnego testu na tÄ™ chorobÄ™, chociaż znane sÄ… jej wczesne oznaki, takie jak apatia czy problemy ze snem, które pojawiajÄ… siÄ™ nawet kilkadziesiÄ…t lat przed wystÄ…pieniem faktycznych objawów. Nas interesowaÅ‚o wykorzystanie sztucznej inteligencji do wczesnego wykrywania chorób i przyglÄ…daliÅ›my siÄ™ różnym zbiorom danych. Jeden z nich pochodzi z Hiszpanii i zawiera dane ok. 40 tys. osób obejmujÄ…cy ponad dekadÄ™. Monitorowano zdrowie tych ludzi i od niektórych pobrano krew. Część z nich, niewielki podzbiór, okoÅ‚o 90 osób, później zachorowaÅ‚a na chorobÄ™ Parkinsona. OznaczaÅ‚o to, że krew pobrana na dÅ‚ugo przed pojawieniem siÄ™ objawów mogÅ‚a zawierać wczesne wskazówki Å›wiadczÄ…ce o przyszÅ‚ej chorobie – mówi agencji Newseria Innowacje Alexander Donald, adiunkt na Wydziale Chemii Uniwersytetu Nowej PoÅ‚udniowej Walii (UNSW) w Sydney w Australii.
Naukowcy zbadali wiÄ™c próbki krwi zbierane od osób w wieku 41–69 lat, losowo rekrutowanych z populacji ogólnej w latach 1993–1996 z trzech regionów Hiszpanii.
– Badacze z Hiszpanii przeprowadzili dogÅ‚Ä™bnÄ… analizÄ™ chemicznÄ… tych próbek krwi przy użyciu techniki zwanej spektrometriÄ… mas, która doskonale nadaje siÄ™ do wykrywania wielu różnych substancji chemicznych w sposób niemal równoczesny. Próbowali w ten sposób wskazać możliwie jak najwiÄ™cej substancji chemicznych. My z kolei wytrenowaliÅ›my naszÄ… SI na tym zbiorze danych, żeby zobaczyć, czy możemy rozpoznać osoby, które nastÄ™pnie zapadnÄ… na chorobÄ™ Parkinsona – wyjaÅ›nia Alexander Donald. – OpracowaliÅ›my narzÄ™dzie oparte na sztucznej inteligencji, które potrafi wczeÅ›nie przewidzieć zachorowanie na chorobÄ™ Parkinsona, wykorzystujÄ…c dane ze spektrometrii mas, którego dokÅ‚adność wynosi aż 96 proc. Mimo że wynik opiera siÄ™ na niewielkiej próbie, ten publicznie dostÄ™pny program SI ma potencjaÅ‚ do wczesnego wykrywania chorób.
Badacze z UNSW i Uniwersytetu BostoÅ„skiego skoncentrowali siÄ™ na 39 pacjentach, u których nawet 15 lat później zdiagnozowano chorobÄ™ Parkinsona. Po porównaniu z osobami z grupy kontrolnej, u których nie rozwinęła siÄ™ choroba, naukowcy zidentyfikowali unikalne biomarkery zwiÄ…zane z procesami metabolicznymi, mogÄ…ce stanowić wczesne objawy Parkinsona, oraz takie, które mogÄ… zapobiegać wystÄ…pieniu choroby. W próbkach krwi pacjentów, którzy zachorowali, wykryto m.in. obecność polifluorowanych substancji alkilowych (PFAS), stosowanych np. w chemikaliach przemysÅ‚owych. Osoby te miaÅ‚y ponadto niskie stężenie triterpenoidów, co może sugerować, że odpowiednia, bogata w te zwiÄ…zki dieta (np. Å›ródziemnomorska) może zapobiegać chorobie Parkinsona.
– Dążymy do dalszej weryfikacji naszych badaÅ„ w dużo wiÄ™kszych i bardziej zróżnicowanych populacjach. JesteÅ›my też zainteresowani testowaniem innych metod wykrywania choroby Parkinsona. Nadal daleko jeszcze do testu z krwi, do tego potrzebna jest dokÅ‚adniejsza charakterystyka biomarkerów. Musimy znaleźć mechanistyczne zwiÄ…zki z chorobÄ…, aby przeÅ›ledzić relacjÄ™ przyczynowo-skutkowÄ… tych biomarkerów, a nastÄ™pnie opracować odpowiednie testy, które bÄ™dzie można przeprowadzić w dowolnym laboratorium analitycznym na Å›wiecie. PomogÅ‚oby to we wczesnym diagnozowaniu choroby – mówi ekspert WydziaÅ‚u Chemii Uniwersytetu Nowej PoÅ‚udniowej Walii.
Co ważne obecnie chorobÄ™ Parkinsona rozpoznaje siÄ™ na podstawie objawów fizycznych. Zdaniem twórców narzÄ™dzie CRANK-MS może być wykorzystywane również przez badaczy zajmujÄ…cych siÄ™ diagnostykÄ… innych chorób, np. nowotworowych. Program jest dostÄ™pny publicznie.
– Już widać potencjaÅ‚, jaki zastosowanie SI może mieć w wykrywaniu chorób w oparciu o analizÄ™ chemicznÄ… krwi. Wczesne wykrywanie daje wiÄ™ksze szanse zapewnienia skutecznego leczenia i poradnictwa dla osób, które mogÄ… zachorować na chorobÄ™ Parkinsona. DziÄ™ki postawieniu wczesnej diagnozy lekarze mogÄ… zastosować u swoich pacjentów skuteczniejsze metody zapobiegawcze, na przykÅ‚ad odpowiednie ćwiczenia lub zmiany stylu życia, które mogÄ… obniżyć ryzyko zachorowania. Wczesna wiedza nie tylko daje wiÄ™kszy spokój, ale również obniża koszty opieki zdrowotnej – podkreÅ›la Alexander Donald.
Jak podaje Åšwiatowa Organizacja Zdrowia, czÄ™stość zachorowania na chorobÄ™ Parkinsona na Å›wiecie podwoiÅ‚a siÄ™ w ciÄ…gu ostatniego ćwierćwiecza. Statystyki dotyczÄ…ce zgonów i niepeÅ‚nosprawnoÅ›ci z jej powodu rosnÄ… szybciej niż w przypadku jakiegokolwiek innego zaburzenia neurologicznego. Globalne szacunki w 2019 roku wykazaÅ‚y, że na chorobÄ™ Parkinsona cierpi ponad 8,5 mln osób. Przy obecnej dynamice w 2040 roku ta liczba może wzrosnąć do 12 mln.
