محققان با استفاده از مهندسی ژنتیک پیشرفته، مدلی را برای مطالعه بیماری ارثی کلیوی با کمک قورباغه های استوایی ایجاد کرده اند. این روش به آنها اجازه می دهد تا مقادیر زیادی از داده ها را در مورد ناهنجاری ها جمع آوری کنند، که سپس می توانند با استفاده از هوش مصنوعی تجزیه و تحلیل شوند. این تحقیق فرصت‌های جدیدی را در جستجوی رویکردهای درمانی جدید برای این بیماری صعب‌العلاج باز می‌کند.
آناتومی و عملکرد اندام قورباغه ها به طرز چشمگیری شبیه به انسان است. یک تیم بین المللی به رهبری سورن لینکمپ، استاد موسسه آناتومی در UZH، اکنون با استفاده از یک قورباغه استوایی کوچک به نام از این شباهت استفاده کرده است. Xenopus tropicalis برای مدل سازی بیماری های ژنتیکی انسان محققان بر بیماری کلیه پلی کیستیک، یک نوع مادرزادی و در حال حاضر غیرقابل درمان زوال پیشرونده کلیه تمرکز کردند و آن را در قورباغه ها تکرار کردند.
مشاهده فرآیندهای بیماری در زمان واقعی
دانشمندان با استفاده از CRISPR/Cas9، روشی برای خاموش کردن عملکرد ژن، ژن‌هایی را که در بیماری کلیه کیستیک نقش دارند، مورد هدف قرار دادند. توماس نارت، نویسنده اصلی این مقاله می‌گوید: «مدل‌های جدید قورباغه‌های ما تنها در عرض چند روز کیست‌ها را در کلیه‌ها ایجاد می‌کنند که به ما امکان می‌دهد این فرآیندهای بیماری را برای اولین بار در زمان واقعی مشاهده کنیم. در حالی که بیشتر مطالعات ژنتیکی روی موش ها انجام می شود، قورباغه ها دارای ویژگی هایی هستند که آنها را برای مطالعات در مقیاس بزرگتر مناسب می کند. نائرت می گوید: «یک زوج قورباغه می تواند صدها یا حتی هزاران تخم تولید کند. به همین دلیل است که در فصل بهار تعداد زیادی از قورباغه ها را در دریاچه های سوئیس می بینید. به طور مشابه، در آزمایشگاه تعداد زیادی از Xenopus tropicalis قورباغه ها را می توان برای ایجاد بیماری های کلیه کیستیک دستکاری کرد.
هوش مصنوعی داده های میکروسکوپ ورق نوری را تجزیه و تحلیل می کند
برای تجزیه و تحلیل داده‌های چنین تعداد زیادی از حیوانات، این تیم از تکنیکی به نام میکروسکوپ نوری استفاده کردند که بازسازی سه‌بعدی کل قورباغه و همه اعضای آن را ایجاد کرد. همانند تصویربرداری رزونانس مغناطیسی، تکنیک‌های ورقه نوری امکان دیدن بافت‌های قورباغه را برای یافتن اندام‌های مبتلا به بیماری فراهم می‌کنند. سپس داده های جمع آوری شده با استفاده از هوش مصنوعی پردازش شد تا امکان ارزیابی سریع و خودکار بیماری فراهم شود. Lienkamp می گوید: «در حالی که تجزیه و تحلیل داده های صدها قورباغه معمولاً چندین روز یا حتی هفته ها طول می کشد، هوش مصنوعی اکنون می تواند این کار را در عرض چند ساعت انجام دهد.
یافته‌های مدل‌های قورباغه که به این روش تحلیل شده‌اند، بینش جدیدی را در مورد فرآیندهای اولیه بیماری کلیه پلی کیستیک ارائه می‌کنند. این بینش ها مبنایی برای توسعه رویکردهای درمانی جدید برای بیماران مبتلا خواهد بود.
منبع داستان:
مواد ارائه شده توسط دانشگاه زوریخ. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.