Nowe badanie z wykorzystaniem uczenia maszynowego ujawnia ukryte odmiany choroby Parkinsona, co może tłumaczyć, dlaczego te same terapie nie działają u wszystkich pacjentów.
Choroba Parkinsona może wcale nie być jedną chorobą, lecz kilkoma biologicznie odmiennymi schorzeniami, które mogą wymagać różnych terapii, jak wynika z nowego badania (źródło w Angielski).
REKLAMA
REKLAMA
Naukowcy z Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB) i KU Leuven w Belgii wykorzystali uczenie maszynowe, by w modelach choroby Parkinsona na muszkach owocowych wyodrębnić dwie główne grupy i pięć podgrup.
Choroba Parkinsona, której towarzyszą m.in. trudności z poruszaniem się i postępujące pogarszanie się funkcji układu nerwowego, jest zwykle traktowana jako jedna jednostka chorobowa.
Może ją jednak wywoływać wiele różnych mutacji genetycznych, z których każda w inny sposób zaburza pracę mózgu.
To utrudnia opracowanie skutecznych terapii. Lek zaprojektowany tak, by oddziaływał na jeden szlak biologiczny, może pomóc części chorych, ale u innych prawie nie zadziała.
Według Światowej Organizacji Zdrowia liczba zgonów i przypadków niepełnosprawności związanych z chorobą Parkinsona szybko rośnie. W 2019 roku organizacja szacowała, że cierpi na nią ponad 8,5 mln osób.
„Kiedy lekarze lub pacjenci patrzą na chorobę, widzą objawy kliniczne, które sprawiają, że wszyscy chorzy na Parkinsona wydają się jedną grupą” – mówi Patrik Verstreken, szef grupy badawczej neurobiologii molekularnej w VIB‑KU Leuven.
„Ale gdy zajrzy się głębiej, na poziom molekularny, widać, że chorzy dzielą się na podkategorie. I to kluczowe, bo w praktyce nie istnieje jeden lek, który korygowałby wszystkie te różne zaburzenia molekularne w chorobie Parkinsona” – dodaje Verstreken.
Aby zbadać te różnice, naukowcy wykorzystali muszki owocowe z mutacjami w 24 genach powiązanych z chorobą Parkinsona. Obserwowali ich zachowanie w czasie, a następnie za pomocą analizy komputerowej szukali wzorców w wynikach.
„Przystępując do badań, nie mieliśmy z góry założonego scenariusza, jak konkretna mutacja wpłynie na nasz model zwierzęcy. Wzięliśmy osobniki z mutacjami w dowolnym z tych 24 genów wywołujących chorobę i po prostu przez dłuższy czas śledziliśmy ich zachowanie” – mówi Natalie Kaempf, pierwsza autorka pracy i badaczka w VIB‑KU Leuven Center for Brain & Disease Research.
Wyniki sugerują, że różne genetyczne odmiany choroby Parkinsona naturalnie układają się w odrębne grupy. To może pomóc naukowcom szukać wczesnych sygnałów ostrzegawczych charakterystycznych dla każdej z nich i opracowywać terapie przeznaczone dla pacjentów, którzy mają największą szansę z nich skorzystać.
„Dzięki wyodrębnieniu takich podkategorii możemy teraz przyjrzeć się grupom pacjentów z określonymi mutacjami, szukać dla nich specyficznych biomarkerów i tworzyć leki skrojone pod każdą grupę z osobna” – wyjaśnia Verstreken.
Naukowcy testowali też potencjalne terapie w różnych grupach muszek. Okazało się, że leczenie, które łagodziło objawy przypominające Parkinsona w jednej grupie, niekoniecznie działało w innej.
„Gdy zastosowaliśmy pierwszy związek, który „wyleczył” podgrupę A, i sprawdziliśmy go w podgrupie B, ta druga nie odniosła z niego korzyści. Nasze badanie pokazuje, że można tworzyć leki specyficzne dla danej podgrupy, które mają pozytywny efekt i są naprawdę ukierunkowane właśnie na nią” – mówi Verstreken.
Badania są jednak na bardzo wczesnym etapie i przeprowadzono je na muszkach owocowych, a nie na ludziach.
Wskazują jednak na przyszłość, w której leczenie choroby Parkinsona będzie można ściślej dopasować do biologicznej przyczyny choroby u konkretnej osoby.
Zespół badawczy przekonuje, że to samo podejście może się przydać także w przypadku innych złożonych chorób, wywoływanych przez liczne geny lub czynniki środowiskowe.
„Tę samą zasadę można zastosować do innych typów chorób. Schorzenia spowodowane mutacjami w różnych genach lub działaniem czynników środowiskowych można klasyfikować właśnie w ten sposób” – podsumowuje Verstreken.