محققان پروتئین‌های اختصاصی سلولی را در مایع چشم شناسایی کرده‌اند و از هوش مصنوعی برای تعیین اینکه کدام پروتئین‌ها پیری را در بیماری‌های خاص تسریع می‌کنند، استفاده کردند. درک منشاء سلولی این پروتئین های محرک بیماری ممکن است به درمان های دقیق و آزمایش های بالینی آگاهانه تر منجر شود.
تجزیه و تحلیل سلول ها بخش مهمی از درک مکانیسم های بیماری است. با این حال، در اندام‌های غیربازسازنده، مانند چشم، نمونه برداری از بافت به دلیل آسیبی که ایجاد می‌کند، غیرعملی است. بنابراین، محققان باید خلاق باشند.
محققان پزشکی استنفورد دقیقاً این کار را انجام دادند و تکنیکی را برای بررسی پروتئین‌های سلولی خاص موجود در زلالیه، مایع مغذی داخل قسمت جلوی چشم و استفاده از هوش مصنوعی برای تعیین «سن چشم» فرد و چگونگی تأثیر بیماری بر آن انجام دادند.
محققان زلالیه را از ۴۶ بیمار سالم جمع آوری کردند تا مشخص کنند چه پروتئینی در مایع وجود دارد. آنها با استفاده از تکنیکی به نام TEMPO (ردیابی بیان منشأهای پروتئینی متعدد)، پروتئین‌ها را به یک نوع سلول ردیابی کردند که RNA سازنده آن پروتئین در آن قرار دارد.
وینیت ماهاجان، نویسنده مسئول این مطالعه گفت: اولین گام در توسعه هر نوع درمان موفق، درک مولکول ها است. در سطح مولکولی، بیماران حتی با یک بیماری تظاهرات متفاوتی دارند. با اثر انگشت مولکولی که ما توسعه داده‌ایم، می‌توانیم داروهایی را انتخاب کنیم که برای هر بیمار مؤثر باشد.»
محققان ۵۹۵۳ پروتئین را در مایع پیدا کردند و آن اطلاعات را به یک الگوریتم هوش مصنوعی دادند تا ببینند آیا یک زیر مجموعه می تواند سن بیمار را پیش بینی کند یا خیر. آنها ۲۶ مورد را شناسایی کردند که در صورت استفاده به صورت گروهی می توانستند این کار را انجام دهند. زلالیه همچنین از افراد مبتلا به سه نوع بیماری چشمی جمع آوری شد: رتینوپاتی دیابتی که باعث نشت رگ های خونی در چشم می شود و منجر به از دست دادن بینایی می شود. رتینیت پیگمانتوزا، که باعث تجزیه سلول های حساس به نور در پشت چشم می شود. و یووئیت، التهاب داخل چشم.
محققان با مقایسه مایع چشم بیمار با مایع سالم دریافتند که پروتئین در چشم های بیمار نشان دهنده سن سلولی بالاتر است. در بیماران مبتلا به رتینوپاتی دیابتی در مراحل اولیه، سلول ها ۱۲ سال و در بیماران مبتلا به رتینوپاتی در مراحل پایانی ۳۱ سال مسن تر بودند. در بیماران مبتلا به رتینیت پیگمانتوزا و یووئیت، سلول ها ۲۹ سال مسن تر بودند.
ماهاجان گفت: «این یکی از بهترین ارتباطاتی است که تاکنون ایجاد شده است که نشان می‌دهد بیماری باعث تسریع پیری می‌شود.»
مدل هوش مصنوعی همچنین نشان داد که سلول‌های مسئول افزایش سن چشم در بین بیماری‌های مورد مطالعه متفاوت هستند. در اواخر مرحله رتینوپاتی دیابتی، سلول‌های عروقی، سلول‌های شبکیه در رتینیت پیگمانتوزا و سلول‌های ایمنی در یووئیت بودند.
محققان دریافتند که برخی از این سلول‌های مبتلا به بیماری معمولاً توسط درمان هدف قرار نمی‌گیرند، که نشان می‌دهد نیاز به ارزیابی مجدد درمان‌های فعلی وجود دارد. نکته مهم این است که محققان دریافتند که برخی از سلول ها قبل از ظاهر شدن علائم، پیری تسریع شده را نشان می دهند، به این معنی که درمان می تواند زودتر شروع شود تا از آسیب های جبران ناپذیر جلوگیری شود. به گفته محققان، هدف قرار دادن سلول های پیری و بیماری می تواند درمان را موثرتر کند، زیرا این دو به طور جداگانه اما همزمان عمل می کنند و باعث آسیب چشم می شوند.
آنها اضافه می‌کنند که یافته‌های آنها می‌تواند به آزمایش‌های بالینی آینده کمک کند، زیرا کسانی که آنها را اجرا می‌کنند، نگاه دقیق‌تری به فرآیندهای سلولی که باعث بیماری می‌شوند، خواهند داشت.
ماهاجان گفت: «گویی این سلول‌های زنده را در دستان خود گرفته‌ایم و با ذره‌بین آنها را بررسی می‌کنیم. “ما در حال ارتباط نزدیک با بیماران خود در سطح مولکولی هستیم که سلامت دقیق و آزمایش‌های بالینی آگاهانه‌تری را ممکن می‌سازد.”
محققان قصد دارند از تکنیک TEMPO و ساعت پیری در سایر مایعات اندام مانند صفرا و مایع مفصلی استفاده کنند.
این مطالعه در مجله «سل» (Cell) منتشر شده است.
