برای اولین بار: دانشمندان سن مولکولی چشم را تعیین کردند

فهرست مطالب نمایش

محققان 6000 پروتئین چشم را نقشه برداری کردند و یک “ساعت پروتئومی” مبتنی بر هوش مصنوعی برای پیش بینی سن سلول‌ها ایجاد کردند. این مطالعه افزایش سرعت پیری را در برخی بیماری‌ها نشان داد. همچنین پروتئین‌های مرتبط با پارکینسون را شناسایی کرد که راهی را برای تشخیص زودهنگام پیشنهاد می‌کند. این یافته‌ها می‌تواند تحولی در پزشکی و رویکردهای کارآزمایی بالینی ایجاد کند.

تیمی از محققان با تجزیه و تحلیل قطره‌های کوچک مایع چشم که به طور معمول در طول جراحی برداشته می‌شوند، تقریباً 6000 پروتئین از انواع سلول‌های مختلف داخل چشم را ترسیم کردند. در مطالعه‌ای که اخیراً در ژورنال Cell منتشر شده است، محققان از یک مدل هوش مصنوعی برای ایجاد «ساعت پروتئومی» از این داده‌ها استفاده کردند. این می‌تواند سن افراد سالم را بر اساس مشخصات پروتئینی آن‌ها پیش‌بینی کند.

این ساعت نشان داد که بیماری‌هایی مانند رتینوپاتی دیابتی و یووئیت باعث تسریع پیری در انواع سلول‌های خاص می‌شوند. با کمال تعجب، محققان همچنین پروتئین‌های مرتبط با بیماری پارکینسون را در مایع چشم شناسایی کردند. به گفته آن‌ها این یافته، می‌تواند راهی برای تشخیص‌های اولیه پارکینسون باشد.

چشم و دریچه‌ای برای انواع بیماری‌ها

Vinit Mahajan، نویسنده ارشد، جراح و استاد چشم پزشکی در دانشگاه استنفورد، می‌گوید: «آنچه در مورد چشم شگفت‌انگیز است این است که می‌توانیم به واسطه آن بیماری‌ها را در زمان واقعی ببینیم. تمرکز اصلی ما این بود که این تغییرات تشریحی را به آنچه در سطح مولکولی در چشم بیمارانمان اتفاق می‌افتد، متصل کنیم.»

چشم یک عضو دشوار برای نمونه برداری در بیماران زنده است. چرا که مانند مغز، غیرقابل بازسازی است و بیوپسی بافتی از آن آسیب‌های جبران ناپذیری به همراه خواهد داشت. یک روش جایگزین استفاده از بیوپسی مایع است. نمونه‌هایی از مایع که از نزدیک سلول‌ها یا بافت‌های مورد نظر گرفته می‌شوند.

اگرچه بیوپسی‌های مایع می‌توانند تصویری از پروتئین‌های موجود در ناحیه مورد نظر ارائه دهند، اما تاکنون توانایی اندازه‌گیری تعداد زیادی پروتئین در حجم‌های کوچک مایع را محدود کرده‌اند، همچنین قادر به ارائه اطلاعاتی در مورد آن نیستند. سلول‌ها پروتئین‌هایی را تولید می‌کنند که برای تشخیص و درمان بیماری‌ها حائز اهمیت هستند.

نقشه برداری و یافته‌های مربوط به پروتئین‌ها

تیم Mahajan برای نقشه‌برداری مسیر تولید پروتئین توسط انواع مختلف سلول‌های چشمی، از روشی با وضوح بالا برای توصیف پروتئین‌ها در ۱۲۰ نمونه‌ مایع که از مایع آبی یا زجاجیه بیماران تحت عمل جراحی چشم گرفته شده‌اند، استفاده کرد. در مجموع، آن‌ها 5953 پروتئینی را شناسایی کردند که ده برابر تعداد پروتئین‌هایی است که قبلاً در مطالعات مشابه مشخص شده بود. محققان با استفاده از ابزار نرم افزاری به نام TEMPO که ایجاد کردند، توانستند هر پروتئین را به انواع سلول‌های خاص ردیابی کنند.

برای بررسی رابطه بین بیماری و پیری مولکول‌ها، محققان توسط هوش مصنوعی مدلی طراحی کردند که می‌تواند سن مولکولی چشم را بر اساس زیر مجموعه‌ای از 26 پروتئین پیش بینی کند. این مدل قادر به پیش‌بینی دقیق سن چشم‌های سالم بود. اما نشان داد که بیماری‌ها با پیری مولکولی قابل توجهی مرتبط هستند. برای رتینوپاتی دیابتی، درجه پیری با پیشرفت بیماری افزایش می‌یابد و این پیری برای افراد مبتلا به رتینوپاتی دیابتی شدید تا 30 سال تسریع می‌یابد. این علائم پیری گاهی اوقات قبل از اینکه بیمار علائم بالینی بیماری زمینه‌ای را نشان دهد و در بیمارانی که با موفقیت درمان شده بودند، مشاهده می‌شد.

محققان همچنین چندین پروتئین مرتبط با بیماری پارکینسون را شناسایی کردند. این پروتئین‌ها معمولاً پس از مرگ شناسایی می‌شوند و روش‌های تشخیصی کنونی قادر به آزمایش آن‌ها نیستند، که یکی از دلایلی است که تشخیص پارکینسون بسیار دشوار می‌کند. غربالگری این نشانگرها در مایع چشم می‌تواند تشخیص زودهنگام بیماری پارکینسون و نظارت درمانی بعدی را امکان پذیر کند.

مفاهیم و جهت گیری‌های آتی

نویسندگان می‌گویند که این نتایج نشان می‌دهد که پیری ممکن است مختص اندام یا حتی سلول باشد. این می‌تواند پیشرفت‌هایی را در پزشکی و طراحی کارآزمایی بالینی به همراه داشته باشد. Julian Wolf نویسنده اول و چشم پزشک از دانشگاه استنفورد می‌گوید: «این یافته‌ها نشان می‌دهد که اندام‌های ما با سرعت‌های متفاوتی در حال پیر شدن هستند. استفاده از داروهای ضد پیری هدفمند می‌تواند گام بعدی در پزشکی پیشگیرانه و دقیق باشد.

Mahajan می‌گوید: «اگر بخواهیم از درمان‌های مولکولی استفاده کنیم، باید مولکول‌های مدنظر را مشخص کنیم. “من فکر می‌کنم طبقه بندی مجدد بیماران بر اساس الگوهای مولکولی آن‌ها و اینکه

کدام سلول‌ها تحت تاثیر قرار می‌گیرند، آزمایش‌های بالینی، انتخاب دارو و نتایج دارو را بهبود بخشد.”

در مرحله بعد، محققان قصد دارند نمونه‌هایی از تعداد بیشتری از بیماران و طیف وسیع‌تری از بیماری‌های چشمی را مشخص کنند. آن‌ها همچنین می‌گویند که روش آن‌ها می‌تواند برای توصیف سایر بافت‌های نمونه گیری دشوار استفاده شود. به عنوان مثال، نمونه‌برداری مایع از مایع مغزی نخاعی می‌تواند برای مطالعه مغز، مایع سینوویال برای مطالعه مفاصل، و ادرار برای مطالعه کلیه‌ها استفاده شود.

این تحقیق توسط مؤسسه ملی بهداشت، دانشگاه استنفورد، تحقیقات پیشگیری از نابینایی، بنیاد جراحی ویترئورتینال، بنیاد Lundbeck و بنیاد BrightFocus پشتیبانی شده است.

همچنین بخوانید:

مترجم: شقایق مرتاضی

منبع

از این مطلب چقدر راضی بودید؟

روی ستاره کلیک کنید تا نظرتون ثبت بشه