TLDR: Malá, ale zajímavá práce v krvi odhalila metabolity Parkinsona roky před propuknutím symptomů. Práce by v budoucnu mohla vést ke krevním testům Parkinsonovy nemoci. Studie tuna.

Zase ta krev

V posledním roce člověk aby se bál otevřít ledničku, aby na něho i odtud nějaká ta umělá inteligence nevyskočila – což je vtip jen napolovic, poněvadž aplikace hlídající čerstvost potravin jsou/budou běžně k vidění též! Pokud ale příliš často nepláčete nad zkaženým mlékem, možná vás bude více tankovat medicínské užití strojového učení. Nejnověji jeho zajímavé možnosti demonstrovala studie zkoumající Parsinsona…

Ve snaze bojovat s Parkinsonovou chorobou se totiž vědátoři nezaměřují jen na nalezení léku, ale i na zdokonalení metod včasné detekce. Již dnes může včasnější odhalení nemoci zpomalit její další progresi, i hypotetický lék by však nejspíše lépe fungoval v časnější fázi nemoci. V tomto ohledu nás proto bude zajímat počítačový nástroj jménem CRANK-MS (Classification and Ranking Analysis using Neural network generates Knowledge from Mass Spectrometry), který dokáže rychle odhalit základní příznaky Parkinsonovy choroby roky před nástupem znatelných symptomů.

V současné době neexistují žádné krevní nebo laboratorní testy, které by umožnily diagnostikovat jiné než genetické případy Parkinsonovy choroby. Lékaři proto obvykle diagnostikují Parkinsona na základě anamnézy a neurologického vyšetření. CRANS-MS přesto pracuje s analýzou specifických chemických sloučenin v krvi, které strojové učení využívá k identifikaci vzorců, které by mohly indikovat přítomnost nemoci nebo poskytnout ochranu před ní.

Jinými slovy, nástroj se snaží přinést krevní testy Parkinsona!

Mašiny na pochodu

Pokud tuhle stránku nečtete poprvé (nebo pokud máte sami neurologickou chorobu v pokročilé fázi progrese…), možná vám to přijde povědomé. No fakt – strojové učení pomáhající oddělit proteinové zrno od plev v posledních letech pomáhá vyvinout celou plejádu krevních testů chorob, které doposud nebylo možné spolehlivě testovat jen z krve. Nedávno jsme tu měli Alzheimera, poměrně často tu máme i krevní testy různých druhů rakoviny…

Z toho si ale hned také upleteme disclaimer – to, že se testuje nějaký krevní (ehm) test, ještě neznamená, že ho pozítří budou mít k dispozici praktici i v Horní Dolní. I jedna studie demonstrující spolehlivost krevního testu jenom pozvolna vede k navazujícím studiím, které podobně pozvolna vedou k zakládání start-upů snažících se takové testy přivést do praxe, které jenom pozvolna začnou brát na zřetel pojišťovny a/nebo samoplátci. Nemusíme si počkat celé generace jako dříve – ale nemusíme pro takový test krvácet ani v dohledných jednotkách let.

Když jsme se ale zbičovali tímto varováním, podívejme se CRANK-MS detailněji pod kapotu algoritmů. Nástroj využívá vrstvy uzlů inspirované lidským mozkem ke zkoumání různých metabolitů – to jsou specifické chemické sloučeniny nacházející se v krvi. Tradičně se vědátoři zaměřovali na korelace mezi jednotlivými molekulami, aby určili jejich význam pro skupiny nemocných oproti kontrolním skupinám. To ale k testům na Parkinsona nevedlo…

CRANK-MS proto využívá komplexnější přístup, protože bere v úvahu asociace mezi více metabolity. S pomocí výpočetního výkonu pomáhá tato technika strojového učení odhalit složité metabolické interakce zahrnující stovky až tisíce metabolitů! A prozatímní limitované pokusy ukazují, že mašina kráčí správným směrem.

Jak to dopadlo?

Ve studii byly použity vzorky krevní plazmy odebrané účastníkům španělské části Evropské prospektivní studie výživy a rakoviny. Porovnáním profilů metabolitů 39 pacientů, u kterých se později během 15 let rozvinula Parkinsonova choroba, s 39 kontrolními pacienty, vědátoři identifikovali několik potenciálních vzorců hodných dalšího studia.

Zejména u osob, u nichž se později rozvinula Parkinsonova choroba, byly zjištěny nižší hladiny triterpenoidů, sloučenin obsažených v potravinách, jako jsou jablka, olivy a rajčata, které hrají roli v řízení buněčného stresu. Kromě toho byla u jedinců, u nichž se později rozvinula Parkinsonova choroba, zjištěna přítomnost „věčných chemikálií“ PFAS, což nás jistě všecky uklidňuje…

Navzdory relativně malému vzorku studie prokázala CRANK-MS působivou přesnost, která dosahovala až 96 % při předpovídání rizika Parkinsonovy choroby. Tento úspěch lze částečně přičíst rozsáhlým a nefiltrovaným údajům, které byly do systému od počátku vkládány. Tím, že systém CRANK-MS zahrnuje všechny dostupné informace, se vyhýbá nutnosti manuální redukce dat, což umožňuje detekci metabolitů, které by při použití konvenčních přístupů mohly být přehlédnuty!

Shrnuto a podtrženo, zdá se tedy, že Parkinsona bude možné jednou skutečně detekovat i pouze z krve – a to poměrně dlouho dopředu. Zároveň si ovšem ještě poměrně dlouho počkáme, než se tak nejspíše stane. Což většině z nás ovšem nemusí nutně vadit – dá nám to alespoň si zvyknout na to, že umělá inteligence koukající na nás i z lednice nemusí být nutně příznak apokalypsy, ale něčeho spíše opačného!

[Ladislav Loukota]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Autolink hír.