Έως και το 25% του παγκόσμιου πληθυσμού επηρεάζεται από τη μη αλκοολική λιπώδη νόσο του ήπατος (NAFLD), στην οποία σχηματίζεται αυξημένη ποσότητα λιποκυττάρων στο ήπαρ. Είναι η πιο κοινή χρόνια ηπατική νόσος στις βιομηχανικές χώρες και, σε αντίθεση με την αλκοολική λιπώδη νόσο του ήπατος δεν προκαλείται από υψηλή κατανάλωση αλκοόλ. Σε μερικούς ανθρώπους, η μη ανιχνευμένη NAFLD μπορεί να οδηγήσει σε ηπατικές ουλές (ηπατική ίνωση), καρκίνο του ήπατος ή ηπατική ανεπάρκεια.
Σε μια μακροχρόνια μελέτη, μια διεθνής ερευνητική ομάδα με τον Γιάννη Παναγιώτου, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας για τη βιολογία συστημάτων και τη βιοπληροφορική στο Leibniz HKI, ανέλυσε δείγματα κοπράνων και αίματος από 1200 άτομα που ήταν αρχικά χωρίς NAFLD. «Έχει ήδη αποδειχθεί ότι οι μικροοργανισμοί στο ανθρώπινο έντερο συμβάλλουν στην ανάπτυξη της NAFLD. Θέλαμε να μάθουμε εάν το μικροβίωμα ενός υγιούς ατόμου θα μπορούσε να προβλέψει εάν θα αναπτύξει NAFLD ή όχι στο μέλλον», εξηγεί ο Παναγιώτου.
Όταν τα άτομα επανεξετάστηκαν τέσσερα χρόνια αργότερα, αποκαλύφθηκε ότι 90 από αυτά είχαν αναπτύξει μη αλκοολική λιπώδη νόσο του ήπατος. Τα δείγματα από τους ασθενείς συγκρίθηκαν με μια ομάδα ελέγχου 90 ατόμων που δεν είχαν NAFLD κατά την έναρξη ή στην επίσκεψη παρακολούθησης.
«Χρησιμοποιώντας διαφορετικές μεθόδους, μπορέσαμε να βρούμε πολύ λεπτές διαφορές στα δείγματα που πήραμε τέσσερα χρόνια πριν. Με αυτά τα δεδομένα, μπορέσαμε να αναπτύξουμε ένα μοντέλο που μπορεί να προβλέψει ποιος θα αναπτύξει μη αλκοολική λιπώδη νόσο του ήπατος στο μέλλον με βάση το μικροβίωμα με βεβαιότητα 80%».
Επί του παρόντος, υπάρχουν κλινικά μοντέλα που χρησιμοποιούν βιοχημικές παραμέτρους στο αίμα για να κάνουν μια πρόβλεψη με ακρίβεια 60%. «Το μοντέλο που αναπτύξαμε συνδυάζει εύκολα μετρήσιμες πληροφορίες από το αίμα με δεδομένα από το μικροβίωμα και μπορεί έτσι να αυξήσει τρομερά την αξιοπιστία», λέει ο Παναγιώτου.
Η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε ένα λεγόμενο μοντέλο μηχανικής μάθησης -ένα μοντέλο υπολογιστή που είναι εκπαιδευμένο να αναγνωρίζει ορισμένα μοτίβα σε ένα σύνολο δεδομένων. Το μοντέλο μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιήσει αυτά τα μοτίβα για να αναλύσει νέα σύνολα δεδομένων και σε αυτήν την περίπτωση, να προβλέψει πιθανή μη αλκοολική λιπώδη νόσο του ήπατος. «Η όλη διαδικασία ανάπτυξης του μοντέλου κράτησε πάνω από τρία χρόνια λόγω της πολυπλοκότητας των δεδομένων. Ωστόσο, στο τέλος ήμασταν επιτυχημένοι και μπορέσαμε να δημιουργήσουμε ένα χρήσιμο εργαλείο για την πρόβλεψη της NAFLD», λέει ο Παναγιώτου.
Η μη αλκοολική λιπώδης νόσος του ήπατος όψιμου σταδίου είναι μη αναστρέψιμη και στη χειρότερη περίπτωση μπορεί να οδηγήσει ακόμη και σε καρκίνο του ήπατος. Τα άτομα που πάσχουν ήδη ή διατρέχουν ιδιαίτερο κίνδυνο πρέπει επομένως να εντοπιστούν έγκαιρα για να μπορέσουν να αντιμετωπίσουν τη νόσο. Η NAFLD είναι μια σιωπηλή ασθένεια. Αυτό σημαίνει ότι στις περισσότερες περιπτώσεις είναι χωρίς συμπτώματα και συνήθως εντοπίζεται μόνο τυχαία.
Ο αριθμός των Γερμανών που πάσχουν από NAFLD υπολογίζεται σε περίπου 12 εκατομμύρια. Τα άτομα με προϋπάρχουσες παθήσεις όπως ο διαβήτης τύπου 2, η παχυσαρκία, η υψηλή αρτηριακή πίεση ή η δυσλιπιδαιμία επηρεάζονται ιδιαίτερα από τη λιπώδη νόσο του ήπατος.
Χρησιμοποιώντας το μοντέλο μηχανικής μάθησης τους, οι ερευνητές μπόρεσαν ήδη να συγκρίνουν και να επικυρώσουν τα αποτελέσματά τους με δεδομένα ασθενών από τις ΗΠΑ και την Ευρώπη. Στο επόμενο βήμα, οι ερευνητές θέλουν να κάνουν μια μελέτη σε παγκόσμιο επίπεδο και να χρησιμοποιήσουν την τεχνητή νοημοσύνη για να ενσωματώσει ακόμη μεγαλύτερα σύνολα δεδομένων στη μελέτη.
«Βλέπω τη διάγνωση με βάση το μικροβίωμα ως κάτι που θα φτάσει στην κλινική πράξη και θα έχει μεγάλες δυνατότητες τα επόμενα 10 χρόνια», λέει ο Παναγιώτου. Η έγκαιρη θεραπεία των παραγόντων κινδύνου της μη αλκοολικής λιπώδους νόσου του ήπατος, όπως ο διαβήτης τύπου 2, η υπέρταση και η παχυσαρκία, θα μπορούσε να σταματήσει την ανάπτυξη της νόσου. Επομένως, η έγκαιρη πρόγνωση είναι ο μόνος τρόπος πρόληψης της νόσου.
