செயற்கை நுண்ணறிவு ஆட்டோ இம்யூன் நோய்களின் முன்கணிப்பு மற்றும் சிகிச்சையை மேம்படுத்தும்

புதிய மேம்பட்ட செயற்கை நுண்ணறிவு (AI) அல்காரிதம் மிகவும் துல்லியமான மற்றும் முந்தைய கணிப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும், அத்துடன் தன்னுடல் தாக்க நோய்களுக்கான புதிய சிகிச்சைகளின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுக்கும், இதில் நோயெதிர்ப்பு அமைப்பு உடலின் சொந்த ஆரோக்கியமான செல்கள் மற்றும் திசுக்களை தவறாக தாக்குகிறது. குறிப்பிட்ட ஆட்டோ இம்யூன் நோய்களுடன் தொடர்புடைய மரபணுக்கள் எவ்வாறு வெளிப்படுத்தப்படுகின்றன மற்றும் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் கூடுதல் ஆபத்து மரபணுக்களை அடையாளம் காண இந்த நிலைமைகளின் அடிப்படையிலான மரபணு குறியீட்டை அல்காரிதம் பகுப்பாய்வு செய்கிறது.

பென்சில்வேனியா பல்கலைக்கழக மருத்துவக் கல்லூரியின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழுவால் உருவாக்கப்பட்ட இந்த வேலை, தற்போதுள்ள வழிமுறைகளை விஞ்சி 26% புதிய மரபணு-பண்புக் கூட்டங்களை அடையாளம் கண்டுள்ளது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவிக்கின்றனர். அவர்களின் படைப்பு இன்று நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ் இல் வெளியிடப்பட்டது.

"நம் அனைவருக்குமான டிஎன்ஏவில் பிறழ்வுகள் உள்ளன, மேலும் இந்த பிறழ்வுகளில் ஏதேனும் நோய் தொடர்பான மரபணுக்களின் வெளிப்பாட்டை எவ்வாறு பாதிக்கலாம் என்பதை நாம் புரிந்து கொள்ள வேண்டும், இதனால் நோய் அபாயத்தை ஆரம்பத்திலேயே கணிக்க முடியும். இது ஆட்டோ இம்யூன் நோய்களுக்கு மிகவும் முக்கியமானது," டாஜியாங் லியு, புகழ்பெற்ற பேராசிரியர், ஆராய்ச்சிக்கான துணைத் தலைவர் மற்றும் பென்சில்வேனியா பல்கலைக்கழக மருத்துவக் கல்லூரியில் செயற்கை நுண்ணறிவு மற்றும் உயிரியல் மருத்துவத் தகவல் இயக்குநரும் ஆய்வின் இணை ஆசிரியருமான கூறினார்.

“AI அல்காரிதம் நோய் அபாயத்தை மிகவும் துல்லியமாக கணிக்க முடிந்தால், நாம் முன்னதாகவே தலையிடலாம் என்று அர்த்தம்.”

மரபியல் மற்றும் நோய் வளர்ச்சி

மரபியல் பெரும்பாலும் நோய்களின் வளர்ச்சிக்கு அடிகோலுகிறது. டிஎன்ஏவில் உள்ள மாறுபாடுகள் மரபணு வெளிப்பாட்டை பாதிக்கலாம், இது டிஎன்ஏவில் உள்ள தகவல் புரதம் போன்ற செயல்பாட்டு பொருட்களாக மாற்றப்படுகிறது. ஒரு மரபணு எவ்வளவு வலுவாக அல்லது பலவீனமாக வெளிப்படுத்தப்படுகிறது என்பது நோய் அபாயத்தை பாதிக்கலாம்.

மனித மரபியல் ஆராய்ச்சியில் பிரபலமான அணுகுமுறையான Genome-wid Association studys (GWAS), ஒரு குறிப்பிட்ட நோய் அல்லது பண்புடன் தொடர்புடைய மரபணுவின் பகுதிகளை அடையாளம் காண முடியும், ஆனால் நோய் அபாயத்தை பாதிக்கும் குறிப்பிட்ட மரபணுக்களைக் குறிப்பிட முடியாது. இது உங்கள் இருப்பிடத்தை நண்பருடன் பகிர்வதைப் போன்றது, ஆனால் உங்கள் ஸ்மார்ட்போனில் நன்றாகச் சரிசெய்தல் இல்லாமல்—நகரம் வெளிப்படையாக இருக்கலாம், ஆனால் முகவரி மறைக்கப்பட்டுள்ளது.

தற்போதைய முறைகளும் பகுப்பாய்வு விவரத்தில் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளன. மரபணு வெளிப்பாடு சில செல் வகைகளுக்கு குறிப்பிட்டதாக இருக்கலாம். பகுப்பாய்வு வெவ்வேறு செல் வகைகளை வேறுபடுத்தவில்லை என்றால், மரபணு மாறுபாடுகள் மற்றும் மரபணு வெளிப்பாடு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உண்மையான காரண-மற்றும்-விளைவு உறவுகளை முடிவுகள் இழக்க நேரிடும்.

EXPRESSO முறை

எக்ஸ்பிரஸ்ஸோ (சுருக்கப் புள்ளிவிபரங்களுடனான வெளிப்பாடு முன்கணிப்பு மட்டும்) எனப்படும் குழுவின் முறை, மிகவும் மேம்பட்ட செயற்கை நுண்ணறிவு வழிமுறையைப் பயன்படுத்துகிறது மற்றும் அவை ஒழுங்குபடுத்தும் மரபணுக்களுடன் மரபணு மாறுபாடுகளை இணைக்கும் மோனோநியூக்ளியர் செல்களின் அளவு வெளிப்பாடு கையொப்பங்களிலிருந்து தரவை பகுப்பாய்வு செய்கிறது.

இது 3D மரபணு தரவு மற்றும் எபிஜெனெடிக்ஸ் ஆகியவற்றை ஒருங்கிணைக்கிறது, இது நோய்களை பாதிக்க சுற்றுச்சூழலால் மரபணுக்களை எவ்வாறு மாற்றியமைக்க முடியும் என்பதை அளவிடுகிறது. லூபஸ், Crohn's disease, அல்சரேட்டிவ் பெருங்குடல் அழற்சி மற்றும் முடக்கு வாதம்.

"இந்தப் புதிய முறையின் மூலம், உயிரணு வகை குறிப்பிட்ட விளைவுகளைக் கொண்ட தன்னுடல் தாக்க நோய்களுக்கான இன்னும் பல ஆபத்து மரபணுக்களை எங்களால் அடையாளம் காண முடிந்தது. பென்சில்வேனியா பல்கலைக்கழக மருத்துவக் கல்லூரி மற்றும் ஆய்வின் மூத்த ஆசிரியர்.

சாத்தியமான சிகிச்சை பயன்பாடுகள்

ஆட்டோ இம்யூன் நோய்களுக்கான சாத்தியமான சிகிச்சை முறைகளை அடையாளம் காண குழு இந்தத் தகவலைப் பயன்படுத்தியது. தற்போது, நல்ல நீண்ட கால சிகிச்சை விருப்பங்கள் இல்லை என்று கூறுகிறார்கள்.

"பெரும்பாலான சிகிச்சைகள் நோயைக் குணப்படுத்துவதற்குப் பதிலாக அறிகுறிகளைக் குறைப்பதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன. தன்னுடல் தாக்க நோய்களுக்கு நீண்ட கால சிகிச்சை தேவை என்பதை அறிந்திருப்பது ஒரு இக்கட்டான நிலை, ஆனால் தற்போதுள்ள சிகிச்சைகள் நீண்டகாலமாகப் பயன்படுத்த முடியாத மோசமான பக்கவிளைவுகளைக் கொண்டிருக்கின்றன. இருப்பினும், மரபியல் மற்றும் AI ஆகியவை புதிய சிகிச்சை முறைகளை உருவாக்குவதற்கான நம்பிக்கைக்குரிய பாதையை வழங்குகின்றன" என்று பென்சில்வேனியா மருத்துவக் கல்லூரியின் உயிர்வேதியியல் மற்றும் மூலக்கூறு உயிரியல் பேராசிரியரும் ஆய்வின் இணை ஆசிரியருமான லாரா கேரல் கூறினார்.

அல்சரேட்டிவ் பெருங்குடல் அழற்சிக்கான வைட்டமின் K மற்றும் மெட்ஃபோர்மின் போன்ற தன்னுடல் தாக்க நோயுடன் தொடர்புடைய உயிரணு வகைகளில் மரபணு வெளிப்பாட்டைத் தலைகீழாக மாற்றக்கூடிய மருந்து கலவைகளை குழுவின் பணி சுட்டிக்காட்டியுள்ளது. வகை 1 நீரிழிவு நோய்க்கு வகை 2 நீரிழிவுக்கு பரிந்துரைக்கப்பட்டது. US Food and Drug Administration (FDA) ஏற்கனவே அங்கீகரித்துள்ள இந்த மருந்துகள், மற்ற நோய்களுக்கு சிகிச்சையளிப்பதற்கு பாதுகாப்பானதாகவும் பயனுள்ளதாகவும் இருக்கும்.

ஆராய்ச்சிக் குழு சக ஊழியர்களுடன் இணைந்து ஆய்வகத்திலும், இறுதியில் மருத்துவப் பரிசோதனைகளிலும் தங்கள் கண்டுபிடிப்புகளைச் சோதிக்கிறது.

பயோஸ்டாடிஸ்டிக்ஸ் திட்டத்தில் முனைவர் பட்டம் பெற்ற மாணவி லிடா வாங் மற்றும் 2022 இல் பயோ இன்ஃபர்மேடிக்ஸ் மற்றும் ஜெனோமிக்ஸில் பிஎச்டி மற்றும் பென்சில்வேனியா பல்கலைக்கழகத்தில் மே மாதம் மருத்துவப் பட்டம் பெற்ற சக்ரித் குன்ஸ்ரீராக்சகுல் ஆகியோர் ஆய்வுக்கு தலைமை தாங்கினர். பென்சில்வேனியா பல்கலைக்கழக மருத்துவக் கல்லூரியின் மற்ற ஆசிரியர்களில் எம்.டி மற்றும் மருத்துவப் பட்டப்படிப்பைத் தொடரும் ஹாவெல் மார்கஸ் ஆகியோர் அடங்குவர்; டெய் சென், முனைவர் பட்டம் பெற்ற மாணவர்; ஃபேன் ஜாங், பட்டதாரி மாணவர்; மற்றும் ஃபாங் சென், போஸ்ட்டாக்டோரல் ஃபெலோ. டெக்சாஸ் பல்கலைக்கழகத்தின் தென்மேற்கு மருத்துவ மையத்தில் உதவிப் பேராசிரியரான Xiaowei Zhang என்பவரும் பணியில் சேர்ந்தார்.