צוות של חוקרי Mayo Clinic פיתח כלי חישובי חדשני המנתח את המיקרוביום של המעי, מערכת אקולוגית מורכבת של טריליוני חיידקים, פטריות, וירוסים ומיקרואורגניזמים אחרים במערכת העיכול, כדי לספק תובנות לגבי הרווחה הכללית.
במחקר חדש שפורסם ב תקשורת טבעהכלי הוכיח דיוק של לפחות 80% בהבחנה בין אנשים בריאים מאלה עם כל מחלה. הכלי פותח על ידי ניתוח פרופילי מיקרוביום של המעי בצואה מתוך יותר מ-8,000 דגימות המייצגות מחלות שונות, אזורים גיאוגרפיים וקבוצות דמוגרפיות.
הכלי, שנקרא Gut Microbiome Wellness Index 2, יכול לזהות אפילו שינויים עדינים בבריאות המעיים, ולזהות אם אדם עשוי להתקדם לקראת מחלה או להחלים ממנה. החוקרים השתמשו בשיטות ביואינפורמטיקה ולמידת מכונה כדי לנתח פרופילי מיקרוביום במעיים בדגימות צואה שנאספו מ-54 מחקרים שפורסמו על פני 26 מדינות ושש יבשות. גישה זו הפיקה מערך נתונים מגוון ומקיף.
יכולת זו נותנת מענה לאתגרים ארוכי שנים בחקר המיקרוביום האנושי, לרבות הגדרת מה מהווה מיקרוביום "בריא" וזיהוי אינדיקטורים מוקדמים לבעיות בריאות פוטנציאליות. זה גם ממלא פער משמעותי בכלי מדידה קיימים של בריאות ואיכות חיים.
למיקרוביום המעי תפקיד מכריע בעיכול, בחילוף החומרים ובתפקוד מערכת החיסון, וחוקרים מוצאים שחוסר איזון במיקרוביום של המעי יכול להיות קשור למחלות כרוניות שונות.
לבסוף, יש לנו אינדקס סטנדרטי למדידה כמותית עד כמה "בריא" המיקרוביום של המעי של אדם."
ג'איון סונג, Ph.D., הסופר הבכיר והביולוג החישובי בתוכנית המיקרוביומיקה של Mayo Clinic Center for Individualized Medicine
"הכלי שלנו לא נועד לאבחן מחלות ספציפיות אלא לשמש מדד בריאותי פרואקטיבי", הוא מוסיף. "על ידי זיהוי שינויים שליליים בבריאות המעיים לפני שמופיעים תסמינים רציניים, הכלי עשוי להודיע על שינויים תזונתיים או באורח החיים כדי למנוע בעיות קלות להסלים למצבים בריאותיים חמורים יותר, או להניע בדיקות אבחנתיות נוספות. על ידי היכולת לענות אם המעי של אדם הוא בריאים או במגמה למצב חולה, אנו שואפים בסופו של דבר להעצים אנשים לנקוט בצעדים יזומים בניהול הבריאות שלהם".
תהליך פיתוח הכלים כלל זיהוי מינים של חיידקים, בחירה קפדנית של התכונות הרלוונטיות ביותר וייעול מודל למידת המכונה.
התוצאה הסופית היא אינדקס המסנן דגימת מיקרוביום במעיים ומכמת עד כמה היא דומה לאדם בריא (ללא מחלות) או לא בריא (חולה).
צוות המחקר בדק תחילה את המדד על מערך אימונים של יותר מ-8,000 דגימות מיקרוביום, ולאחר מכן אימת את עבודתו על קבוצה חדשה של 1,140 דגימות.
הצוות גם בדק את הכלי שלו על פני תרחישים קליניים שונים, כולל אנשים שעברו השתלת מיקרוביוטה צואתית, כמו גם אנשים שביצעו שינויים בצריכת סיבים תזונתיים או שסבלו מחשיפה לאנטיביוטיקה, כדי להדגים את יכולתו לזהות שינויים בבריאות המעיים.
אינדקס הבריאות של מיקרוביום המעיים 2 מתבסס על הכלי המקורי של הצוות על ידי שילוב מגוון רחב יותר של נתונים ושימוש בשיטות חישוביות מעודנות. הצוות מקווה שגרסה חדשה זו משפרת את הדיוק בהערכת בריאות המעי ומעקב אחר שינויים במיקרוביום המעי.
ד"ר סונג וצוותו מתכננים להמשיך ולפתח את מדד הבריאות של מיקרוביום בטן 2 על ידי הרחבת מערך הנתונים שלו כך שיכלול מגוון רחב יותר של דגימות מיקרוביום מאוכלוסיות מגוונות, ועל ידי הוספת טכניקות בינה מלאכותית מתקדמות יותר כדי לשפר את דיוק הניבוי ויכולת ההסתגלות של הכלי.
