قال باحثون من كلية الطب في جامعة "كاليفورنيا - سان دييغو" الأميركية، إنهم تمكنوا من استخدام خوارزميات ذكاء اصطناعي للتنبؤ بمدى قابلية المرضى للإصابة بأعراض قوية ووخيمة جرّاء عدوى فيروس كورونا المستجد.
وقام الباحثون في تلك الدراسة باستخدام تلك الخوارزميات للبحث عن التوقيعات الجينية لمرضى كورونا المستجد، بهدف الوقوف على أنماط موحدة ترشدهم إلى المرضى الذين قد يطوّرون أعراضاً قوية حال إصابتهم بالعدوى.
والبحث عن التوقيعات الجينية يعني رصد الجينات التي تتوقف عن العمل، أو تنشط بصورة قوية أثناء العدوى الفيروسية الوبائية.
وفي دراسة سابقة نُشرت في يونيو الجاري، ظهر توقيعان مميزان للمرضى المصابين بأعراض وخيمة، أحدهما مكوّن من 166 جيناً يكشف كيف يستجيب جهاز المناعة البشري للعدوى الفيروسية، فيما تتنبأ المجموعة الثانية المكوّنة من 20 جيناً مميزاً بخطورة مرض المصاب.
وتشمل الأعراض الوخيمة الحاجة إلى دخول المستشفى أو استخدام جهاز التنفس الصناعي.
وقام الباحثون في الدراسة الجديدة بتغذية خوارزميات الذكاء الاصطناعي بتلك التوقيعات الجينية، كما قاموا أيضاً بإدخال بيانات تخص شكل أنسجة الرئة المصابة بالعدوى، والخاصة بهؤلاء الذين توفوا جرّاء كورونا المستجد.
أثناء العدوى الفيروسية، يطلق الجهاز المناعي بروتينات صغيرة تسمى السيتوكينات في الدم. تقوم هذه البروتينات بتوجيه الخلايا المناعية إلى موقع الإصابة للمساعدة في التخلص من العدوى.
في بعض الأحيان يطلق الجسم الكثير من السيتوكينات، مما يخلق نظاماً مناعياً سريعاً لا يهاجم الفيروسات فحسب، بل يهاجم أيضاً الأنسجة السليمة.
ويُعتقد أن هذا الحادث المعروف باسم عاصفة السيتوكين، هو أحد الأسباب التي تجعل بعض المرضى المصابين بالفيروس يطوّرون أعراضاً خطيرة.
لكن طبيعة ومدى ومصدر عواصف السيتوكينات القاتلة، ومن هو الأكثر عرضة للخطر وكيف يمكن علاجها على أفضل وجه، لم تتضح منذ فترة طويلة.
استباق الأعراض القاتلة
ويقول الباحثون إن البيانات المستخدمة لاختبار الخوارزمية وتدريبها جاءت من المصادر المتاحة للجمهور لبيانات التعبير الجيني، مشيرين إلى أنهم لاحظوا أن كل المرضى الذين يطوّرون الأعراض القاتلة لديهم أنماط التعبير الجيني نفسها. وبالتالي، فظهور تلك التوقيعات الجينية التي سيتعرف عليها الذكاء الاصطناعي، عن طريق تغذيته ببيانات أي مريض، يعني أن المريض سيطوّر الأعراض القاتلة بنسبة كبيرة. وهذا يعني أن الأطباء سيكون لديهم فرصة لمكافحة عاصفة السيتوكين القاتلة حتى قبل أن تبدأ.
ومن خلال فحص مصدر ووظيفة الجينات في المجموعة الجينية الأولى، كشفت الدراسة أيضاً عن مصدر عواصف السيتوكين، وقالت إنها تنطلق من الخلايا المبطنة للممرات الهوائية في الرئة وخلايا الدم البيضاء المعروفة باسم البلاعم والخلايا التائية.
بالإضافة إلى ذلك، سلّطت النتائج الضوء على عواقب العاصفة التي تشمل الأضرار التي لحقت بخلايا مجرى الهواء الرئوي والخلايا القاتلة الطبيعية، وهي خلية مناعية متخصصة تقتل الخلايا المصابة بالفيروس.
وقالت الدراسة إن "الخلايا السنخية" في الرئة، والتي تسمح بشكل طبيعي بتبادل الغازات والأكسجين في الدم، هي أحد المصادر الرئيسية لعاصفة السيتوكين.
ويعتقد الباحثون أن المعلومات قد تساعد أيضاً في توجيه أساليب العلاج للمرضى الذين يعانون من عاصفة خلوية من خلال توفير أهداف خلوية ومعايير لقياس التحسن.
وقام الباحثون في تلك الدراسة باستخدام تلك الخوارزميات للبحث عن التوقيعات الجينية لمرضى كورونا المستجد، بهدف الوقوف على أنماط موحدة ترشدهم إلى المرضى الذين قد يطوّرون أعراضاً قوية حال إصابتهم بالعدوى.
والبحث عن التوقيعات الجينية يعني رصد الجينات التي تتوقف عن العمل، أو تنشط بصورة قوية أثناء العدوى الفيروسية الوبائية.
وفي دراسة سابقة نُشرت في يونيو الجاري، ظهر توقيعان مميزان للمرضى المصابين بأعراض وخيمة، أحدهما مكوّن من 166 جيناً يكشف كيف يستجيب جهاز المناعة البشري للعدوى الفيروسية، فيما تتنبأ المجموعة الثانية المكوّنة من 20 جيناً مميزاً بخطورة مرض المصاب.
وتشمل الأعراض الوخيمة الحاجة إلى دخول المستشفى أو استخدام جهاز التنفس الصناعي.
وقام الباحثون في الدراسة الجديدة بتغذية خوارزميات الذكاء الاصطناعي بتلك التوقيعات الجينية، كما قاموا أيضاً بإدخال بيانات تخص شكل أنسجة الرئة المصابة بالعدوى، والخاصة بهؤلاء الذين توفوا جرّاء كورونا المستجد.
أثناء العدوى الفيروسية، يطلق الجهاز المناعي بروتينات صغيرة تسمى السيتوكينات في الدم. تقوم هذه البروتينات بتوجيه الخلايا المناعية إلى موقع الإصابة للمساعدة في التخلص من العدوى.
في بعض الأحيان يطلق الجسم الكثير من السيتوكينات، مما يخلق نظاماً مناعياً سريعاً لا يهاجم الفيروسات فحسب، بل يهاجم أيضاً الأنسجة السليمة.
ويُعتقد أن هذا الحادث المعروف باسم عاصفة السيتوكين، هو أحد الأسباب التي تجعل بعض المرضى المصابين بالفيروس يطوّرون أعراضاً خطيرة.
لكن طبيعة ومدى ومصدر عواصف السيتوكينات القاتلة، ومن هو الأكثر عرضة للخطر وكيف يمكن علاجها على أفضل وجه، لم تتضح منذ فترة طويلة.
استباق الأعراض القاتلة
ويقول الباحثون إن البيانات المستخدمة لاختبار الخوارزمية وتدريبها جاءت من المصادر المتاحة للجمهور لبيانات التعبير الجيني، مشيرين إلى أنهم لاحظوا أن كل المرضى الذين يطوّرون الأعراض القاتلة لديهم أنماط التعبير الجيني نفسها. وبالتالي، فظهور تلك التوقيعات الجينية التي سيتعرف عليها الذكاء الاصطناعي، عن طريق تغذيته ببيانات أي مريض، يعني أن المريض سيطوّر الأعراض القاتلة بنسبة كبيرة. وهذا يعني أن الأطباء سيكون لديهم فرصة لمكافحة عاصفة السيتوكين القاتلة حتى قبل أن تبدأ.
ومن خلال فحص مصدر ووظيفة الجينات في المجموعة الجينية الأولى، كشفت الدراسة أيضاً عن مصدر عواصف السيتوكين، وقالت إنها تنطلق من الخلايا المبطنة للممرات الهوائية في الرئة وخلايا الدم البيضاء المعروفة باسم البلاعم والخلايا التائية.
بالإضافة إلى ذلك، سلّطت النتائج الضوء على عواقب العاصفة التي تشمل الأضرار التي لحقت بخلايا مجرى الهواء الرئوي والخلايا القاتلة الطبيعية، وهي خلية مناعية متخصصة تقتل الخلايا المصابة بالفيروس.
وقالت الدراسة إن "الخلايا السنخية" في الرئة، والتي تسمح بشكل طبيعي بتبادل الغازات والأكسجين في الدم، هي أحد المصادر الرئيسية لعاصفة السيتوكين.
ويعتقد الباحثون أن المعلومات قد تساعد أيضاً في توجيه أساليب العلاج للمرضى الذين يعانون من عاصفة خلوية من خلال توفير أهداف خلوية ومعايير لقياس التحسن.
