به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، تاکنون طیف وسیعی از بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی شناخته شده‌اند که به مناطق مشخصی از مغز حمله می‌کنند که متعاقبا باعث نقص شدید شناختی و حرکتی می‌شوند. تأثیر ترکیبی این بیماری‌ها (به طور کلی کشنده) اثرات ویرانگری را بر جامعه وارد کرده است. بینش‌های جدید نشان می‌دهد که منشأ بسیاری از این بیماری‌ها در مجموعه‌ای از فرآیندها مشترک است که با پیشرفت هر بیماری به روش‌های مختلفی انجام می‌شود. در مطالعه‌ای که در Alzheimer's & Dementia Alzheimer's   Association منتشر شد، Carol Huseby از دانشگاه ایالتی آریزونا و همکارانش به تغییرات سلولی در شش بیماری نورودژنراتیو متمایز نگاه کردند: اسکلروز جانبی آمیوتروفیک یا بیماری Lou Gehrig . بیماری آلزایمر، Friedreich’s ataxia، زوال عقل فرونتومپورال، بیماری هانتینگتون و بیماری پارکینسون.

بیماری‌های نورودژنراتیو

بیماری‌های عصبی دژنراتیو بر بسیاری از فعالیت‌های بدن شما مانند تعادل، حرکت، صحبت کردن، تنفس و عملکرد قلب تأثیر می‌گذارد. بسیاری از این بیماری‌ها ژنتیکی هستند. گاهی اوقات علت بیماری ناشی از یک وضعیت پزشکی مانند اعتیاد به الکل، تومور یا سکته مغزی باشد. علل دیگر ممکن است شامل سموم، مواد شیمیایی و ویروس‌ها باشد. گاهی اوقات نیز علت ناشناخته است. بیماری‌های دژنراتیو عصبی عبارتند از: بیماری آلزایمر، اسکلروز جانبی آمیوتروفیک، آتاکسی فردریش، بیماری هانتینگتون، بیماری بدن لوی، بیماری پارکینسون، آتروفی عضلانی نخاعی. بیماری‌های دژنراتیو عصبی می‌تواند جدی یا تهدید کننده زندگی باشد. اکثر آنها هیچ درمانی ندارند. درمان‌های موجود نیز ممکن است تنها به بهبود علائم، تسکین درد و افزایش تحرک کمک کنند.

اهمیت شناخت مکانیسم‌های سلولی و مولکولی بیماری

فرآیندهای ناکارآمد در درمان بیماری آلزایمر و سایر بیماری‌های عصبی منجر به تخریب جبران ناپذیر عصبی در سیستم عصبی مرکزی و محیطی می‌شود. تحقیقات نشان می‌دهد که تخریب عصبی از هر نوعی یک بیماری سیستمیک است که حتی ممکن است خارج از منطقه آسیب پذیر به بیماری شروع شود. بیماری‌های نورودژنراتیو بسته به نوع آسیب پذیری‌ها و آسیب شناسی‌هایی که در مناطق آسیب دیده رخ می‌دهد تعریف می‌شوند. بنابراین بیماری‌های نورودژنراتیو اختلالات مشترکی در فرآیندهای سلولی دارند که این خود اهمیت شناسایی مکانیسم‌های سلولی و مولکولی بیماری برای جلوگیری از آسیب‌پذیری‌های منطقه‌ای ناشی از آن را آشکار می‌کند.

روش بررسی شده در این مطالعه

این مطالعه از یک رویکرد نوآورانه استفاده می‌کند که شامل تجزیه و تحلیل یادگیری ماشینی RNA موجود در خون کامل است. در این روش محققان می‌توانند با مقایسه چندین بیماری، مشخص کنند که کدام نشانگرهای RNA  در چندین بیماری تخریب کننده عصبی به طور مشترک رخ می‌دهند و کدام یک برای هر بیماری منحصر به فرد است. Huseby، محقق مرکز تحقیقات بیماری‌های عصبی ASU-Banner، می‌گوید: «به نظر می‌رسد که چندین بیماری تخریب‌کننده عصبی، فرآیندهای سلولی ناکارآمد بنیادی مشابهی را در خود جای داده‌اند. "تفاوت بین بیماری‌ها ممکن است برای کشف آسیب پذیری‌های نوع سلولی منطقه‌ای و اهداف درمانی برای هر بیماری کلیدی باشد." در ابتدا نمونه‌های خون مورد استفاده برای این مطالعه از مجموعه داده‌های در دسترس عموم به نام Gene Expression Omnibus تهیه شد. در این روش شش بیماری نورودژنراتیو مورد بررسی قرار گرفتند. برای بررسی نحوه بیان هزاران ژن از الگوریتم یادگیری ماشینی استفاده شد، انها برای شروع مجموعه‌هایی از رونوشت‌های RNA را به‌طور بهینه و طبقه‌بندی شده از هر بیمار جمع‌آوری کرده و در ادامه این داده‌ها را با نمونه‌های RNA خون بیمار سالم مقایسه کرد.ند

نتایج مشاهده شده از بررسی‌ها

رونوشت‌های RNA انتخاب شده هشت موضوع مشترک را در بین شش بیماری تخریب‌کننده عصبی نشان دادند، این مضوعات شامل: تنظیم رونویسی، دگرانولاسیون (فرایندی که در التهاب دخیل است)، پاسخ ایمنی، سنتز پروتئین، مرگ سلولی یا آپوپتوز، اجزای اسکلت سلولی، ubiquitylation/پروتئازوم (درگیر در تخریب پروتئین) و مجتمع های میتوکندریایی (که بر مصرف انرژی در سلول ها نظارت می کنند) بوده است. هشت اختلال عملکرد سلولی کشف شده با آسیب شناسی‌های قابل شناسایی و مشخصه هر بیماری در مغز هر فرد مرتبط بوده است. این مطالعه همچنین رونوشت‌های غیرمعمول برای هر بیماری را شناسایی کرد که ممکن است نشان دهنده مسیرهایی از بیماری باشد که هنوز ناشناخته است. چنین علائم خاص بیماری ممکن است به عنوان منبع بالقوه‌ای از نشانگرهای زیستی تشخیصی مورد بررسی قرار گیرد. به عنوان مثال، در حالی که از دست دادن سیناپسی یک ویژگی مشترک در هر شش بیماری مورد تجزیه و تحلیل بود، رونوشت‌های مربوط به پدیده‌ای به نام تنظیم اسپلایسئوزوم تنها در مورد بیماری آلزایمر شناسایی شد. (اسپلایسئوزوم یک کمپلکس پروتئینی است که در هسته سلول یافت می‌شود و برای عملکرد مناسب سلول ضروری است). بنابراین پیرایش معیوب RNA با نوع بیماری مرتبط است.

اهمیت تشخیص زودهنگام بیماری

بررسی بیومارکرهای خون برای بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی، همراه با روش‌های آماری قدرتمند با استفاده از هوش مصنوعی، دریچه جدیدی را به روی این بیماری‌ها باز کرده است. زیرا خون را می‌توان به راحتی از بیماران زنده در تمام مراحل سلامتی و بیماری نمونه برداری کرد و ابزار جدید قدرتمندی برای تشخیص زودهنگام فراهم بیماری است. بر اساس گزارش سازمان ملل، وقتی همه بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی در نظر گرفته می‌شوند، ممکن است تعداد مرگ و میر جهانی به بیش از یک میلیارد نفر برسد. سیر بسیاری از این بیماری‌ها طولانی و بی‌رحمانه است و نه تنها باعث رنج شدید بیماران می‌شود، بلکه بار اقتصادی هنگفتی را بر سیستم‌های مراقبت‌های بهداشتی وارد می‌کند. بنابراین استفاده از روش‌های جدید تشخیصی زودهنگام و روش‌های احتمالی پیشگیری ضروری است.

نحوه تشخیص بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی

تشخیص دقیق بسیاری از بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی مشکل بوده است زیرا در برابر درمان مقاومت سرسختانه دارند، از جمله بیماری آلزایمر (AD)، که علت اصلی زوال عقل است. زیرا عوامل ژنتیکی دخیل در ایجاد AD هنوز کامل مشخص نشده‌اند و عوامل متعددی در ایجاد این بیماری دخیل هستند، به این معنی که هنوز علل زمینه‌ای این بیماری هنوز نامشخص است. این مورد در مورد سه بیماری دیگر این مطالعه، زوال عقل فرونتومپورال، ALS و بیماری پارکینسون نیز صدق می‌کند: به نظر می‌رسد علت ایجاد دو بیماری دیگر یعنی بیماری هانتینگتون و آتاکسی فریدریش از نظر ژنتیکی مشخص شده و گفته می شود که خانوادگی هستند.

یافته‌های حاصل از تشخیص این شش بیماری

 این بیماری‌ها همچنین ممکن است از نقطه منشا خود به مناطق دوردست مغز مهاجرت کنند، جایی که بیشتر آسیب خود را وارد می‌کنند. بنابران علائم تخریب عصبی ناشی از این بیماری‌ها هم در سیستم عصبی مرکزی و هم در سیستم عروق محیطی قابل تشخیص است. در این مطالعه، خوشه‌های RNA انتخاب شده توسط فرآیند یادگیری ماشینی توصیف کننده الگوهای بیان ژن مشترک در شش بیماری تخریب‌کننده عصبی و پروفایل‌های بیان متفاوت و وابسته به هر بیماری است. بنابراین باید هزاران درخت RNA از این دست توسط الگوریتم یادگیری ماشینی ایجاد و به صورت آماری مقایسه ‌شوند تا گروه‌بندی‌هایی از 20 رونوشت را انتخاب کنند که بیشترین همسویی را با مسیرهای بیماری شناخته شده در بیماری‌های مورد مطالعه را دارند.  این یافته‌ها سرنخ‌هایی در مورد ویژگی‌های سلولی مشترکی ارائه می‌دهند که ممکن است در شروع فرآیندهای تخریب عصبی نقش داشته باشند. این مطالعه همچنین سؤالات گیج کننده‌ای را در مورد چگونگی شکل گیری بیماری‌های متمایز عصبی از از این عناصر مشترک فراهم می‌کند، زیرا از رونوشت‌های RNA استخراج شده از خون، حدود 10000 ژن بیان می‌شود که الگوریتم یادگیری ماشین، داده‌ها را دسته‌بندی می‌کند و نتایج را با پروفایل‌های بیان ژنی که با مسیرهای بیولوژیکی که با بیماری مرتبط است مقایسه می‌کند.

مزایای غربالگری خون کامل

غربالگری خون کامل و بررسی مشخصات کامل RNA می‌تواند بر محدودیت‌های بسیاری از اشکال دیگر آزمایش غلبه کند که اغلب جامع‌تر و همچنین پرهزینه، بسیار تهاجمی و کار فشرده هستند. در مقابل، تشخیص از طریق خون کامل تقریباً در هر نقطه از جهان با هزینه کم انجام می‌شود. نتایج خون را می‌توان در طول زمان ردیابی کرد و پنجره‌ای ارزشمند برای پیشرفت بیماری ارائه کرد. تحقیقات از این نوع ممکن است روش‌های جدید درمانی را نیز تشویق کند.

این گروه در تحقیقات آینده به دنبال این هستند که علاوه بر آنالیز سلول‌های خونی و بررسی تأثیرات رونویسی روی نورون‌ها، مکانیسم‌های زمینه‌ای که بستر را برای ایجاد و تکامل بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی متمایز فراهم می‌کند، را نیز بررسی کنند.

پایان مطلب/.