חוקר אמורי דיוויד וייס בילה שנים בחקר תופעה מביכה הנקראת הטרו-התנגדות, שבה חלק זעיר של חיידקים נותר עמיד בפני אנטיביוטיקה, בעוד השאר נכנעים. לאחרונה, הוא הביא את חושיו המדעיים לאיום הקטלני לא פחות של זיהומים פטרייתיים בזרם הדם בחולים המקבלים השתלת מח עצם. זיהומים בזרם הדם יכולים להיות קטלניים בחולים אלה, כולל זיהומים מ פרפסילוזיס של קנדידהסוג של פטריות שיכול לחיות במערכת העיכול ולעתים להגיע לזרם הדם.
וייס שיתף פעולה עם חוקרים במרכז הסרטן ממוריאל סלואן קטרינג לאחר שרופאים שם צפו בחולים מושתלים רבים שפיתחו זיהומים בזרם הדם למרות שטופלו בתרופה האנטי-פטרייתית micafungin, מה שמכונה "פניצילין של אנטי-פטרייתיים". עבור החולים הנגועים, אלה היו זיהומים מסכני חיים, עם מה שוויס מכנה שיעור תמותה "גבוה להחריד". הרופאים בסלואן קטרינג היו מבולבלים מהזיהומים שלא היו צריכים לקרות. וייס, שחקר במשך שנים את תופעת ההטרו-התנגדות בחיידקים, הצטרף לחוקרים של סלואן קטרינג כדי לחפש תשובות.
בעיתון חדש ב רפואת טבעהצוות תיאר כיצד הם עבדו עם משתפי פעולה ברחבי העולם כדי לאסוף 219 זנים של ג פרפסילוזיס ממטופלים ב-Sloan Kettering ומיקומים בצרפת, גרמניה וסין. המחקר מצא שהטרורסיביות הייתה הסיבה שמספר קטן של חולים פיתחו זיהומים בזרם הדם, למרות שקיבלו טיפול מונע עם התרופה האנטי-פטרייתית micafungin.
הפטריות רק מנסות לשרוד, כפי שהיינו עושים כשהיינו מתמודדים עם איום. הם מתחלקים בתוך שעות, אז יש להם הרבה הרבה יותר סבבי אבולוציה. בכל פעם שאנו משתמשים בתרופות אנטי פטרייתיות, זו הזדמנות עבור הפטריות ללכת לבית הספר וללמוד כיצד לשרוד. עבורם, הישרדות פירושה שהם מתנגדים לתרופה ועלולים לגרום לנו בעיה".
דיוויד וייס, פרופסור בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת אמורי ומנהל מרכז העמידות לאנטיביוטיקה אמורי
תרומות מלמידת מכונה
תוך כדי קידוח רמה אחת עמוק יותר, הביולוגים החישוביים של סלואן קטרינג, צ'ן ליאו וג'ואאו קסבייר, השתמשו במודל למידת מכונה כדי לסייע באיתור הפטריות הטרורות-עמידות, והדגימו גישה אבחנתית הוכחת-עקרונית עם פוטנציאל להכריע החלטות קליניות. הדפוסים שהופיעו היו מורכבים, אם כי – לזנים הטרוריסטים ורגישים היה סיכוי גבוה יותר להיות בעלי היסטוריות אבולוציוניות שונות במקצת, המכונה אשכולות פילוגנטיים. למרות שאלגוריתם למידת מכונה לא היה הכרחי כדי לגלות זאת, הוא עזר על ידי חיזוי הטרו-התנגדות בהתבסס רק על קבוצה קטנה של תכונות גנומיות שניתן למדוד במהירות על ידי כלים קיימים.
"יש אלפי מוטציות", אומר ליאו. "ביקשתי מהאלגוריתם שלי לבחור לכל היותר 10. אחד היתרונות של למידת מכונה הוא שאתה לא צריך לרצף את כל הגנום, רק למצוא כמה נקודות מספיק אינפורמטיביות שהם יכולים לחזות".
מחברי המאמר חושבים שהחידוש הזה טומן בחובו הבטחה לפיתוח בדיקה פשוטה לזיהוי פטריות הטרוריסטיות במרפאה. אבל וייס מאמין שיידרשו שנים של מחקר כדי לקבוע את המנגנונים המולקולריים המדויקים שגורמים להטרו-התנגדות.
"כרגע, אין מבחן להטרו-התנגדות", אומר וייס. "מה שעלינו לשאוף אליו הוא לנתח דגימת צואה של מטופל לפני ההשתלה, על מנת ליצור פרופיל של חיידקי המעיים או הפטריות שלו. אם יש להם מיקרופונגין הטרו-עמיד ג פרפסילוזיס, רופאים יוכלו לבחור תרופה אנטי-פטרייתית אחרת לטיפול מונע או להיפטר מהפטרייה מהמעיים לפני ביצוע ההשתלה. אתה לא רוצה את הפטריות האלה שם כי זה מעמיד את המטופל בסיכון גבוה בהרבה ללקות בזיהום פורץ דרך, שיכול ממש לגרום למוות כי יש מערכת חיסונית מופחתת להדוף את הזיהום."
