מדענים גילו מגוון של 'סמנים ביולוגיים' שיכולים לעזור בשיפור גילוי וטיפול במחלות במערכת העיכול (GIDS) כמו סרטן קיבה (GC), סרטן המעי הגס (CRC) ומחלות מעי דלקתיות (IBD).
החוקרים מצאו כי חיידקי מעיים מסוימים ומטבוליטים קשורים לכל מחלה – מה שמרמז כי סמנים ביולוגיים אלה יכולים לעזור באבחון מוקדם ופחות פולשני של GIDs, כאשר חלק מהסמנים מצביעים על סיכון על מחלות מרובות.
הם השתמשו בלמידה מתקדמת של מכונות ובאלגוריתמים מבוססי AI כדי לנתח מערכי נתונים של מיקרוביומה ומטבוליום מחולים עם GC, CRC ו- IBD. ניתוח מחלוקות חוצה שלהם חשף כי מודלים שהוכשרו על נתוני GC יכולים לחזות בהצלחה סמנים ביולוגיים של IBD, ומודלים של CRC יכולים לחזות סמנים ביולוגיים של GC ברמת דיוק גבוהה.
צוות המחקר, שבסיסו באוניברסיטת בירמינגהם דובאי (חלק מתוכנית MSC למדעי הבריאות), אוניברסיטת בירמינגהם, בירמינגהם, בריטניה ובתי חולים באוניברסיטה, בירמינגהם NHS קרן קרן פרסמה את ממצאיו ב- כתב העת לרפואה תרגומית.
שיטות אבחון נוכחיות כמו אנדוסקופיה וביופסיות הן יעילות אך יכולות להיות פולשניות, יקרות ולעיתים מחלות מחלות בשלבים מוקדמים.
הניתוח שלנו מציע הבנה טובה יותר של המנגנונים הבסיסיים המניעים את התקדמות המחלות ומזהה סמנים ביולוגיים מרכזיים לטיפולים ממוקדים. סמנים ביולוגיים אלה יכולים לעזור בזיהוי מחלות מוקדם יותר ומדויק יותר, מה שמוביל לטיפול טוב יותר ומותאם יותר. "
ד"ר אנימה אחרג'י, מחבר משותף, אוניברסיטת בירמינגהם
המחקר מגלה כי למשל, בחיידקי GC מה- Firmicutes, Bacteroidetesו Actinobacteria קבוצות היו נפוצות, ונצפו שינויים במטבוליטים מסוימים כמו דיהידרורציל וטאורין. חלק מסמנים ביולוגיים אלה היו רלוונטיים גם ל- IBD, מה שמרמז על חפיפה בין המחלות, אך בעוד שסמנים אלה עבדו היטב לגילוי IBD, הם היו פחות יעילים ל- CRC.
עבור CRC, חיידקים כמו Fusobacterium וכן Enterococcusומטבוליטים כמו איזולוצין וניקוטינאמיד, היו משמעותיים – לפעמים חופפים לאלה עבור GC, מה שמעיד על מסלולי משותפים אפשריים בהתפתחות המחלות.
ב- IBD, חיידקים מה- Lachnospiraceae משפחה ומטבוליטים כמו אורובילין ו- Glycare היו חשובים, כאשר חלק מהסמנים הללו היו מעורבים גם במסלולי סרטן, והראו כיצד מחלות אלה קשורות זו בזו.
צוות המחקר הדמה צמיחה מיקרוביאלית של מעי ושטפי מטבוליט, וחשף הבדלים מטבוליים משמעותיים בין מצבים בריאים וחולים.
"ניתוח המחקר של המחקר שלנו הדגיש את הפוטנציאל של שימוש בסמנים ביולוגיים מיקרוביאליים ומטבוליים שזוהו ב- GID אחד כדי לחזות אחר", הוסיף ד"ר Acharjee. "גישה חדשנית זו עשויה להוביל לפיתוח כלי אבחון אוניברסליים לחולל מהפכה באבחון וטיפול במצבים מרובים במערכת העיכול."
צוות המחקר מתכנן כעת לחקור עוד יותר את היישומים הקליניים של הממצאים שלהם, כולל פיתוח בדיקות אבחון לא פולשניות וטיפולים ממוקדים על בסיס הסמנים הביולוגיים המזוהים. הם גם שואפים לאמת את המודלים שלהם בקבוצות חולים גדולות ומגוונות ולחקור את הפוטנציאל של הסמנים הביולוגיים הללו בחיזוי מחלות קשורות אחרות.
