ทีมนักวิจัยจากคลีฟแลนด์คลินิกพบว่าการเรียนรู้ของเครื่องสามารถช่วยอธิบายลักษณะของสารจุลินทรีย์ในลำไส้และตัวรับเซลล์มีปฏิสัมพันธ์กับโรคอัลไซเมอร์ ศึกษา ใน รายงานเซลล์–
ทีมวิจัยชี้ให้เห็นว่าการศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าผู้ป่วยอัลไซเมอร์มักจะพบกับการเปลี่ยนแปลงของแบคทีเรียในลำไส้เมื่อเงื่อนไขดำเนินไป อย่างไรก็ตามกลไกหลายอย่างที่ขับเคลื่อน“ แกนสมองสมอง” นี้ไม่เป็นที่รู้จัก
สารเมตาโบไลต์ของลำไส้ถูกปล่อยออกมาจากแบคทีเรียในขณะที่พวกเขาทำลายอาหารที่แต่ละคนกินและสารเหล่านี้จากนั้นก็มีอิทธิพลต่อกระบวนการเซลลูลาร์จำนวนมากทั่วร่างกาย นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าปฏิสัมพันธ์เหล่านี้มีประโยชน์ต่อสุขภาพของมนุษย์ในหลาย ๆ กรณี แต่การเชื่อมโยงระหว่างสารเมตาโบไลต์และโฮสต์ของเงื่อนไขเช่นมะเร็งและ โรคพาร์กินสันข้างอัลไซเมอร์ – ได้รับการบันทึกไว้แล้ว
ผลกระทบที่สำคัญของ microbiome ในลำไส้ในกรณีเหล่านี้ทำให้นักวิจัยสำรวจว่ายาเสพติดหรือการบำบัดอื่น ๆ สามารถป้องกันการปฏิสัมพันธ์ที่เป็นอันตรายได้อย่างไร
“สารเมตาบอไลต์ของลำไส้เป็นกุญแจสำคัญในกระบวนการทางสรีรวิทยาหลายอย่างในร่างกายของเราและสำหรับทุก ๆ กุญแจมีการล็อคเพื่อสุขภาพและโรคของมนุษย์” Feixiong Cheng, PhD, ผู้อำนวยการหลักของศูนย์จีโนมคลีฟแลนด์คลินิกใน A อธิบาย ข่าวประชาสัมพันธ์– “ปัญหาคือเรามีตัวรับนับหมื่นและสารหลายพันเมตาบอไลต์ในระบบของเราดังนั้นการหาด้วยตนเองว่ากุญแจใดที่ล็อคนั้นช้าและมีค่าใช้จ่ายสูง”
เพื่อต่อสู้กับสิ่งนี้ทีมวิจัยใช้การเรียนรู้ของเครื่องจักรเพื่อศึกษาว่าสารและตัวรับเซลล์มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไรในบริบทของโรคอัลไซเมอร์ โดยการบูรณาการข้อมูลเกี่ยวกับรูปร่างเมตาโบไลต์และโครงสร้างโปรตีนตัวรับข้อมูลทางพันธุกรรมและโปรตีโอมิกและผลกระทบที่รู้จักกันดีของเมตาโบไลต์ต่อเซลล์สมองที่ได้จากผู้ป่วยวิธีการช่วยให้นักวิจัยสามารถวิเคราะห์คู่เมตาโบไลต์
ข้อมูลนี้ใช้ในการจัดอันดับเมตาโบไลต์และตัวรับตามโอกาสที่พวกเขาจะโต้ตอบกันซึ่งแจ้งการคาดการณ์เกี่ยวกับโอกาสที่ทั้งคู่จะมีส่วนร่วมในอัลไซเมอร์
จากตรงนั้นคู่รับเมตาโบไลต์ที่มีโอกาสสูงที่สุดในการมีอิทธิพลต่ออัลไซเมอร์ได้รับการตรวจสอบอย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น
หนึ่งในสารเมตาโบไลต์ที่เกี่ยวข้องคือ Agmatine เป็นความคิดที่จะปกป้องเซลล์สมองจากความเสียหายที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบ การวิเคราะห์พบว่า agmatine มีแนวโน้มที่จะโต้ตอบกับตัวรับที่รู้จักกันในชื่อ CA3R
การตรวจสอบเพิ่มเติมชี้ให้เห็นว่า agmatine และ CA3R มีอิทธิพลต่อกัน
เซลล์ประสาทที่ได้รับผลกระทบจากอัลไซเมอร์ที่ได้รับการรักษาด้วย agmatine ลดระดับ CA3R ในขณะที่เซลล์ประสาทที่ได้รับการรักษาด้วย agmatine ยังแสดงให้เห็นถึงระดับที่ต่ำกว่าของโปรตีนฟอสโฟรีเลชั่นเอกภาพ-เครื่องหมายของโรคอัลไซเมอร์
นักวิจัยตอกย้ำว่างานนี้เน้นถึงศักยภาพสำหรับการใช้งาน AI ในการศึกษาอื่น ๆ ที่ประเมินการเชื่อมโยงระหว่าง microbiome ในลำไส้และโรค
“ เรามุ่งเน้นไปที่โรคอัลไซเมอร์เป็นพิเศษ แต่การมีปฏิสัมพันธ์กับสารตัวรับเมตาโบไลต์มีบทบาทในเกือบทุกโรคที่เกี่ยวข้องกับจุลินทรีย์ในลำไส้” เฉิงกล่าว “เราหวังว่าวิธีการของเราสามารถให้กรอบการทำงานเพื่อความก้าวหน้าของโรคทั้งหมดของโรคที่เกี่ยวข้องกับเมตาโบไลต์และสุขภาพของมนุษย์”