Mayo klinikos tyrėjų komanda sukūrė novatorišką skaičiavimo įrankį, kuris analizuoja žarnyno mikrobiomą – sudėtingą trilijonų bakterijų, grybelių, virusų ir kitų virškinimo sistemos mikroorganizmų ekosistemą, kad gautų įžvalgų apie bendrą gerovę.
Naujame tyrime, paskelbtame m Gamtos komunikacijosįrankis parodė mažiausiai 80% tikslumą atskiriant sveikus asmenis nuo sergančių bet kokia liga. Priemonė buvo sukurta analizuojant išmatų žarnyno mikrobiomų profilius iš daugiau nei 8000 mėginių, atstovaujančių įvairioms ligoms, geografiniams regionams ir demografinėms grupėms.
Priemonė, vadinama Gut Microbiome Wellness Index 2, gali aptikti net subtilius žarnyno sveikatos pokyčius ir nustatyti, ar asmuo gali progresuoti link ligos ar pasveikti nuo jos. Tyrėjai naudojo bioinformatikos ir mašininio mokymosi metodus, kad analizuotų žarnyno mikrobiomų profilius išmatų mėginiuose, surinktuose iš 54 paskelbtų tyrimų, apimančių 26 šalis ir šešis žemynus. Šis metodas sukūrė įvairų ir išsamų duomenų rinkinį.
Ši galimybė sprendžia ilgalaikius žmogaus mikrobiomų tyrimų iššūkius, įskaitant „sveiko“ mikrobiomo apibrėžimą ir ankstyvų galimų sveikatos problemų rodiklių nustatymą. Tai taip pat užpildo didelę esamų sveikatos ir gerovės matavimo priemonių spragą.
Žarnyno mikrobiomas vaidina lemiamą vaidmenį virškinimui, medžiagų apykaitai ir imuninei funkcijai, o mokslininkai nustato, kad žarnyno mikrobiomo disbalansas gali būti susijęs su įvairiomis lėtinėmis ligomis.
„Galiausiai turime standartizuotą indeksą, skirtą kiekybiškai įvertinti, kiek „sveikas“ yra žmogaus žarnyno mikrobiomas“, – sako Jaeyunas Sungas, daktaras, Mayo klinikos individualizuotos medicinos mikrobiomikos programos vyresnysis autorius ir skaičiavimo biologas.
„Mūsų įrankis nėra skirtas konkrečioms ligoms diagnozuoti, o veikti kaip aktyvus sveikatos rodiklis“, – priduria jis. „Nustačius neigiamus žarnyno sveikatos pokyčius prieš atsirandant rimtiems simptomams, įrankis gali informuoti apie mitybos ar gyvenimo būdo pakeitimus, kad būtų išvengta lengvų problemų peraugimo į sunkesnę sveikatos būklę, arba paskatinti tolesnius diagnostinius tyrimus. Galimybė atsakyti, ar žmogaus žarnynas yra sveiki arba linkę link ligotos būsenos, galiausiai siekiame suteikti asmenims galimybę imtis iniciatyvių veiksmų tvarkant savo sveikatą.
Įrankio kūrimo procesas apėmė mikrobų rūšių identifikavimą, kruopštų tinkamiausių funkcijų pasirinkimą ir mašininio mokymosi modelio optimizavimą.
Galutinis rezultatas yra indeksas, kuris patikrina žarnyno mikrobiomo mėginį ir kiekybiškai įvertina, kiek jis panašus į sveiką (nesergantį liga) ar nesveiką (ligą) asmenį.
Tyrimo grupė pirmiausia išbandė indeksą daugiau nei 8000 mikrobiomų mėginių mokymo rinkinyje, o tada patvirtino savo darbą naujoje 1140 mėginių grupėje.
Komanda taip pat išbandė savo įrankį įvairiuose klinikiniuose scenarijuose, įskaitant žmones, kuriems buvo atlikta išmatų mikrobiotos transplantacija, taip pat žmones, kurie pakeitė maistinių skaidulų suvartojimą arba kurie turėjo antibiotikų poveikį, kad parodytų savo gebėjimą aptikti žarnyno sveikatos pokyčius.
Žarnyno mikrobiomo gerovės indeksas 2 pagrįstas originaliu komandos įrankiu, įtraukiant platesnį duomenų spektrą ir naudojant patobulintus skaičiavimo metodus. Komanda tikisi, kad ši nauja versija padidins tikslumą vertinant žarnyno sveikatą ir stebint žarnyno mikrobiomo pokyčius.
Daktaras Sungas ir jo komanda planuoja toliau plėtoti žarnyno mikrobiomų sveikatos indeksą 2, išplėsdami jo duomenų rinkinį, įtraukdami platesnį įvairių populiacijų mikrobiomų mėginių asortimentą, ir įtraukdami pažangesnius dirbtinio intelekto metodus, kad pagerintų įrankio nuspėjimo tikslumą ir gebėjimą prisitaikyti.