أفاد باحثون من جامعة كاليفورنيا في إيرفاين بأن نظام التعلم الآلي المسمى SIGNET يمكنه استنتاج روابط السبب والنتيجة بين الجينات في نسيج الدماغ البشري، مكشفًا عن إعادة تخطيط واسعة لتنظيم الجينات، خاصة في الخلايا العصبية المنشطة، في مرض ألزهايمر.
قام فريق بقيادة مين تشانغ وداباو تشانغ من كلية جو سي وين للصحة السكانية والصحة العامة في جامعة كاليفورنيا في إيرفاين بإنتاج ما يصفه بأنه خرائط مفصلة للغاية لكيفية تأثير الجينات على بعضها البعض في خلايا الدماغ المتضررة من مرض ألزهايمر، باستخدام منصة تعلم آلي تُدعى SIGNET. لإنشاء الخرائط، حلل الباحثون بيانات جزيئية من نسيج دماغ بشري مُتبرع به من 272 مشاركًا مسجلين في دراستين طويلتي الأمد حول الشيخوخة: دراسة الطوائف الدينية ومشروع راش للذاكرة والشيخوخة (غالباً ما يُشار إليهما معاً باسم ROSMAP). يدمج النهج تسلسل RNA لخلية واحدة (نواة واحدة) مع بيانات التنوع الجيني على مستوى الموضوع المطابقة، مما يسمح للفريق بالذهاب إلى ما هو أبعد من الارتباطات الجين-جين واستنتاج علاقات تنظيمية سببية اتجاهية محتملة. باستخدام SIGNET، بنى الباحثون شبكات تنظيم جيني سببية لستة أنواع رئيسية من خلايا الدماغ. ظهر أكبر مجموعة من العلاقات التنظيمية المستنتجة في الخلايا العصبية المنشطة. في مواد الدراسة الأساسية، احتوت شبكة الخلايا العصبية المنشطة على 5,910 'تنظيمات' مستنتجة، وهي مقياس يشير الأخطاء إلى إعادة تخطيط واسعة لتنظيم الجينات مع تقدم ألزهايمر. قالت مين تشانغ، المؤلفة المشتركة المقابلة وأستاذة علم الوبائيات والإحصاء الحيوي، إن أنواع الخلايا الدماغية المختلفة معروفة بأدوارها المميزة في ألزهايمر، لكن العلاقات على المستوى الجزيئي كانت صعبة التحليل. وقالت إن العمل الجديد يوفر خرائط خاصة بنوع الخلية تهدف إلى تحويل المجال من ملاحظة الارتباطات إلى تحديد الآليات التي قد تدفع تقدم المرض بنشاط. كما سلط العمل الضوء على 'جينات المحور' التي تبدو كمنظمات مركزية داخل الشبكات. أفاد الباحثون سابقًا بدور تنظيمي غير مقدر بشكل كافٍ لجينات ألزهايمر معروفة مثل APP، بما في ذلك التأثيرات في الخلايا العصبية المثبطة. لتعزيز الثقة في النتائج، أفاد الفريق بتأكيد أنماط رئيسية باستخدام مجموعة مستقلة من عينات دماغ بشري. وقال الباحثون إن نفس الإطار يمكن تطبيقه على أمراض معقدة أخرى، بما في ذلك السرطان والاضطرابات المناعية الذاتية وحالات الصحة النفسية. تم الإبلاغ عن النتائج من قبل UC Irvine ونشرها في Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association، وفقًا لملخص الجامعة للدراسة، الذي يسرد الورقة كمنشورة في 2026 (المجلد 22، العدد 2) مع DOI: 10.1002/alz.71053. يعزو ملخص ScienceDaily دعم تمويل جزئي إلى المعهد الوطني للشيخوخة والمعهد الوطني للسرطان. مرض ألزهايمر هو السبب الرئيسي للخرف ومن المتوقع أن يصيب نحو 14 مليون أمريكي بحلول عام 2060، وفقًا لملخص UC Irvine.
