Για πρώτη φορά επιστήμονες κατάφεραν να εντοπίσουν δύο βιολογικά διακριτούς τύπους πολλαπλής σκλήρυνσης, κάνοντας ένα καθοριστικό βήμα για την εξατομίκευση της θεραπείας των ασθενών. Συγκεκριμένα, ερευνητική ομάδα με επικεφαλής επιστήμονες του University College London και της εταιρίας spin-out του UCL «Queen Square Analytics», εφάρμοσε μοντέλα ανάλυσης ΑΙ (τεχνητής νοημοσύνης) σε έναν συνδυασμό διαγνωστικών εξετάσεων που περιλαμβάνει μια απλή εξέταση αίματος και τυπικές εικόνες μαγνητικής τομογραφίας εγκεφάλου (MRI).
Μια πρωτεΐνη δείκτης ενεργότητας της νόσου
Για τις ανάγκες της μελέτης, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Brain («Εγκέφαλος»), οι ερευνητές εξέτασαν τα επίπεδα στο αίμα μιας ειδικής πρωτεΐνης που ονομάζεται «ελαφριά αλυσίδα νευρονημάτων ορού» (sNfL), η οποία υποδεικνύει το επίπεδο βλάβης των νευρικών κυττάρων και λειτουργεί ως «δείκτης» για το πόσο ενεργή είναι η νόσος. Στο σημείο αυτό διευκρινίζουμε πως η πολλαπλή σκλήρυνση έχει υφέσεις και υποτροπές, οπότε η ενεργότητα της νόσου αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για την επιδείνωση της υγείας του ασθενή.
Αυτά τα επίπεδα της πρωτεϊνης sNfL συνδυάστηκαν με σαρώσεις εγκεφάλου με μαγνητική τομογραφία (MRI), οι οποίες έδειξαν το επίπεδο εξάπλωσης της νόσου, και ερμηνεύτηκαν από ένα μοντέλο μηχανικής μάθησης που αναπτύχθηκε από το UCL, το οποίο ονομάζεται SuStaIn (Subtype and Stage Inference).
Τα χαρακτηριστικά των δύο τύπων
Τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από 634 συμμετέχοντες σε δύο ομάδες κλινικών δοκιμών αποκάλυψαν δύο ξεχωριστούς τύπους πολλαπλής σκλήρυνσης.
Ο πρώτος τύπος αφορά την πρώιμη sNfL, με τους ασθενείς να έχουν υψηλά επίπεδα της πρωτεϊνης sNfL στα αρχικά στάδια της νόσου, μαζί με ορατή βλάβη σε ένα μέρος του εγκεφάλου που ονομάζεται μεσολόβιο. Επίσης, οι ασθενείς σε αυτή την κατηγορία ανέπτυξαν γρήγορα εγκεφαλικές αλλοιώσεις, με αυτόν τον τύπο πολλαπλής σκλήρυνσης να φαίνεται πιο επιθετικός και πιο ενεργός.
Ο δεύτερος τύπος αφορά την όψιμη sNfL:Αυτοί οι ασθενείς εμφάνισαν συρρίκνωση του εγκεφάλου σε περιοχές όπως ο μεταιχμιακός φλοιός και η βαθιά φαιά ουσία πριν αυξηθούν τα επίπεδα της πρωτεϊνης sNfL (επομένως η νόσος είχε προχωρήσει πολύ περισσότερο πριν αυξηθούν τα επίπεδα της sNfL). Αυτός ο τύπος φαίνεται να είναι πιο αργός, με εμφανείς βλάβες να συμβαίνουν αργότερα στην πορεία της νόσου.
Τι λένε οι επιστήμονες
Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι αυτή η προσέγγιση θα επιτρέψει στους γιατρούς να προβλέπουν με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια ποιοι ασθενείς διατρέχουν υψηλότερο κίνδυνο εμφάνισης νέων εγκεφαλικών αλλοιώσεων, ανοίγοντας το δρόμο για πιο εξατομικευμένη φροντίδα.
Ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Δρ. Arman Eshaghi (Αρμάν Εσάγκι) από το Ινστιτούτο Νευρολογίας Queen Square του UCL και το Ινστιτούτο Hawkes του UCL στην Επιστήμη των Υπολογιστών εξηγεί: «Η πολλαπλή σκλήρυνση δεν είναι μία ασθένεια και οι υπάρχοντες υποτύποι δεν περιγράφουν τις υποκείμενες αλλαγές στους ιστούς, τις οποίες πρέπει να γνωρίζουμε για να την αντιμετωπίσουμε.
Χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης σε συνδυασμό με έναν εξαιρετικά διαθέσιμο αιματολογικό δείκτη με μαγνητική τομογραφία εγκεφάλου, καταφέραμε να δείξουμε δύο σαφή βιολογικά πρότυπα της πολλαπλής σκλήρυνσης για πρώτη φορά. Αυτή η εξέλιξη θα βοηθήσει τους κλινικούς ιατρούς να κατανοήσουν σε ποιο σημείο βρίσκεται κάθε ασθενής στην πορεία της νόσου και ποιος μπορεί να χρειάζεται στενότερη παρακολούθηση ή νωρίτερα, στοχευμένη θεραπεία.»
Επίπτωση και ιδιαιτερότητες της νόσου
Περισσότεροι από 2,8 εκατομμύρια άνθρωποι παγκοσμίως ζουν με πολλαπλή σκλήρυνση και στην Ελλάδα οι ασθενείς εκτιμάται ότι κυμαίνονται μεταξύ 22.000-24.000 ατόμων. Η πολλαπλή σκλήρυνση εμφανίζεται κυρίως σε νεαρές ηλικίες (25 ετών και άνω) προκαλώντας σημαντική αναπηρία νωρίς στη ζωή, αν δεν αντιμετωπιστεί. Η νόσος δεν είναι ιάσιμη και οι θεραπείες πρέπει να λαμβάνονται δια βίου και στην πορεία της η νόσος «αλλάζει», μεταπίπτοντας σε άλλες μορφές οπότε χρειάζεται αναπροσαρμογή του θεραπευτικού σχήματος. Με λίγα λόγια ένας ασθενής δεν λαμβάνει το ίδιο φάρμακο για πάντα, αλλά αλλάζει θεραπείες. Οι κλινικοί γιατροί (νευρολόγοι με εξειδίκευση στην πολλαπλή σκλήρυνση) ορίζουν τις κατηγορίες της νόσου με βάση την κλινική της πορεία.
Ωστόσο, η κλινική πορεία δεν σχετίζεται με τις υποκείμενες αιτίες, δημιουργώντας μια αναντιστοιχία μεταξύ των διαγνωσμένων κατηγοριών και των βιολογικών μηχανισμών της πολλαπλής σκλήρυνσης. Ως συνέπεια αυτής της αναντιστοιχίας, οι θεραπείες, οι οποίες επιλέγονται με βάση τα συμπτώματα και την πορεία της νόσου, μπορεί να μην είναι αποτελεσματικές επειδή δεν στοχεύουν τους υποκείμενους βιολογικούς μηχανισμούς.
Οι μετρήσιμοι δείκτες της νόσου, όπως αυτοί που εξάγονται από εικόνες MRI εγκεφάλου ή τεστ αίματος, αντικατοπτρίζουν τη βιολογία της ασθένειας. Επειδή οι αλλαγές στις εικόνες της μαγνητικής τομογραφίας του εγκεφάλου και στους βιοδείκτες αίματος εμφανίζονται πριν από τα σημάδια κλινικής επιδείνωσης, αυτοί οι υποτύποι που βασίζονται σε ΑΙ δεδομένα μπορούν πλέον να επιτρέψουν αποτελεσματικά στους κλινικούς ιατρούς να προβλέψουν την επιδείνωση της αναπηρίας. Δημιουργείται δηλαδή με την συμβολή του ΑΙ ένα χρονικό παράθυρο πρόβλεψης της επιδείνωσης-υποτροπής, προτού αυτή εκδηλωθεί.
Η Queen Square Analytics είναι μια επιχείρηση spin-out του UCL που προσφέρει υπηρεσίες έρευνας βάσει συμβολαίου για νευρολογικές κλινικές μελέτες, με έμφαση στην πολλαπλή σκλήρυνση. Ιδρύθηκε το 2020 από τον Δρ. Arman Eshaghi (Αρμάν Εσάγκι) με τους καθηγητές του UCL Frederik Barkhof (Φρέντερικ Μπάρκχοφ), Geoff Parker (Τζέοφ Πάρκερ) και Daniel Alexander (Ντάνιελ Αλεξάντερ), με την υποστήριξη της εταιρείας εμπορευματοποίησης του UCL (UCL Business).
Με τη διαθεσιμότητα μεγάλων συνόλων δεδομένων (τα λεγόμενα big data) και της τεχνητής νοημοσύνης, η Queen Square Analytics είναι σε θέση να αναγνωρίζει μοτίβα που σχετίζονται με υποτύπους ασθενειών, οι οποίοι έως τώρα ήταν αδύνατο να ανιχνευθούν. Οι υποτύποι αυτοί μπορούν στη συνέχεια να αντιστοιχιστούν με θεραπείες που στοχεύουν στις υποκείμενες βιολογικές αλλαγές, αυξάνοντας έτσι την αποτελεσματικότητα των θεραπειών.
