בשנים האחרונות נעשה שימוש גובר בטכנולוגיות מבוססות בינה מלאכותית (AI) לקידום תהליכי אבחון וטיפול במחלות. טכנולוגיות אלה מנתחות לרוב נתונים שנאספו במאגרי מידע רפואיים נרחבים (מאגרי ביג דטא) או מורכבים, ומפיקות מהן בעזרת אלגוריתמים ייחודיים ממצאים שמאפשרים יכולות אבחון ואף ניבוי למחלות, בהתאם למאפיינים שונים.

בטרשת נפוצה, כמו גם במחלות נוספות, ביכולתה של הבינה המלאכותית לקדם טיפולים מותאמים אישית, בין השאר על בסיס מידע גנטי, סמנים שונים בבדיקות מעבדה, ממצאי בדיקות הדמיה ונתונים מהעולם האמיתי – טיפולים עם סיכויי הצלחה גבוהים יותר עבור המטופלים.

עתה מצאו חוקרים משבדיה באמצעות טכנולוגיה מבוססת "למידת מכונה", אחת השיטות של בינה מלאכותית, כי בדיקה לרמות של 11 חלבונים ספציפיים בנוזל חוט השדרה מאפשרת לחזות את הסיכון לנכות עתידית קשה וארוכת טווח בטרשת נפוצה.

מעקב של 13 שנים

בטרשת נפוצה, המערכת החיסונית תוקפת את גופו של המטופל ופוגעת ברקמות העצבים במוח ובחוט השדרה. מה שמותקף הוא בעיקר הוא רקמת המיאלין המקיפה את תאי העצב, שתפקידה לבודד את מערכת העצבים ולסייע בהעברת אותות עצביים. כשהמיאלין ניזוק – ההולכה העצבית נעשית פחות יעילה.

קצב התקדמות המחלה בטרשת נפוצה משתנה במידה ניכרת מאדם לאדם. לאלו שעבורם צפויה מחלה קשה יותר, חשוב שלא לאבד זמן יקר בתחילת המחלה ולקבל את הטיפול הנכון במהירות. במסגרת שיתוף פעולה של חוקרים מאוניברסיטת לינקופינג, מכון קרולינסקה ואוניברסיטת סקובדה בשבדיה, נבדק במחקר הנוכחי האם ניתן לזהות בשלב מוקדם של המחלה מיהם החולים שיזדקקו לטיפול אגרסיבי יותר, כאשר היכולת לעשות זאת חשובה הן לרופאים והן למטופלים.

המחקר בוצע בתהליך של "למידת מכונה" (Machine Learning), במסגרתו נבדקו רמות של 1,463 חלבונים שונים בדגימות נוזל חוט השדרה שנאספו מ-143 מאובחנים עם טרשת נפוצה בשלב מוקדם של המחלה, לצד 43 בריאים. שאיבת נוזל חוט השדרה מבוצעת באמצעות דיקור/ ניקור מותני (LP) תחת הרדמה מקומית, ונחשבת למקובלת מסגרת תהליך האבחון של טרשת נפוצה. בהמשך התבצע מעקב אחר הנבדקים למשך 13 שנים, תוך תיעוד מהלך המחלה.

תחילה נמצא במחקר כי רמות גבוהות של החלבון NfL מאפשרות לחזות את חומרת המחלה העתידית עוד שנתיים. הסמן NfL שנכנס בשנים האחרונות לשימושים שונים ברפואה הוא חלבון בעל מבנה של מנסרה, שמשמש כאחד המרכיבים השלדיים של תאי עצבים. בשנים האחרונות נמצא במחקרים כי החלבון החודר לנוזל הדם ונוזל חוט השדרה מצביע למעשה על נזק למערכת העצבים המרכזית, ועשוי לסייע באבחון מחלות נוירולוגיות, לרבות טרשת נפוצה, אלצהיימר, מחלת הנטינגטון, ניוון שרירים (ALS) ומחלות נוספות. בנובמבר האחרון דיווחו חוקרים על בסיס שני מחקרי מעקב בארה"ב ובשוויץ כי בבדיקות דם סמן זה מאפשר להעריך את קצב ההתקדמות העתידי של טרשת נפוצה ועשוי לשמש מדד לניבוי הסיכון לנכות.

בהמשך זיהו החוקרים 11 חלבונים בנוזל חוט השדרה, שרמתם מאפשרת לנבא את הסיכון למחלה חמורה ולנכות עתידית במעקב שנמשך כאמור 13 שנים. המדובר בחלבונים המסומנים באותיות CXCL13, LTA, FCN2, ICAM3, LY9, SLAMF7, TYMP, CHI3L1, FYB1, FNFRSF1B והחלבון NfL עצמו.

המחקר נתמך בין השאר על ידי הקרן השבדית למחקרים אסטרטגיים (SSF), המועצה השבדית למחקר ואיגוד חוקרי המוח בשבדיה, וממצאיו מדווחים בגיליון אוקטובר 2023 של כתב העת Nature Communications.

צעד נוסף

המחקר הנוכחי הוא הראשון לנתח נתונים על מספר גבוה כל כך של חלבונים בנוזל חוט השדרה בשיטות של "למידת מכונה", תתוך שימוש בכלים מתקדמים לסריקה של הבדיקות שנאספו מהנבדקים – בשיטה שמכונה  PEA-NGSהצוברת תאוצה בשנים האחרונות בעולם המדע. הטכנולוגיה נחשבת למדויקת מאוד, ומאפשרת לזהות גם רמות של חלבונים שריכוזם בנוזל חוט השדרה מזערי.

בראיון לתקשורת עם פרסום הממצאים אמרה החוקרת אמרה ג'וליה אקסון (Åkesson), דוקטורנטית באוניברסיטת לינקופינג ובאוניברסיטת סקובדה, כי "שילוב של 11 חלבונים ניבא את מהלך המחלה בטווח הקצר והן בטווח ארוך, לצד תוצאות קשות של המחלה - נכות. בנוסף, הגענו למסקנה שחשוב למדוד את החלבונים האלה בנוזל השדרה, שמשקף טוב יותר את מה שקורה במערכת העצבים המרכזית, בהשוואה למדידה בדם".

הגילוי החדש עשוי לקדם טיפולים מותאמים אישית לטרשת נפוצה. כפי שהדגישה פרופ' מיקה גוסטפסון (Gustafsson) מאוניברסיטת ליקופינג שעמדה בראש צוות החוקרים, "אני חושבת שהתקדמנו צעד נוסף אל עבר כלי ניתוחי שיאפשר לזהות מיהם המטופלים שצריכים טיפולים משמעותיים יותר בשלבים המוקדמים של טרשת נפוצה". לדבריה, טיפולים לטרשת נפוצה עשויים להיות יקרים וגם להיות מלווים בתופעות לוואי, ולא יועילו בשלבי מחלה מוקדמים לחלק מהמטופלים, ובאמצעות הבדיקה החדשה ניתן לזהות טוב יותר מי יוכלו להרוויח מטיפולים אלה.

Nature Communications, 2023; 14 (1) DOI: 10.1038/s41467-023-42682-9