מחלת כבד שומני לא אלכוהולי (NAFLD) היא בעיה מרכזית בבריאות הציבור עם שכיחות של 25%-30%1. דווח כי השכיחות של NAFLD גבוהה בקרב חולי סוכרת2. עם זאת, המשמעות של NAFLD בחולים שאינם סוכרתיים עדיין אינה ברורה. מחקרים מצביעים על כך ש-NAFLD ממלא תפקיד עצמאי בפתוגנזה של טרשת עורקים 3,4. בנוסף, מטא-אנליזה הראתה כי NAFLD קשור קשר הדוק להסתיידות העורקים הכליליים, תפקוד לקוי של האנדותל וטרשת עורקים, והתגלה כגורם סיכון קרדיווסקולרי עצמאי5. הקשר בין NAFLD למחלות לב וכלי דם עדיין דורש מחקר נוסף.
אוטם שריר הלב (MI) היא מחלה קטסטרופלית המאיימת על הבריאות ומטילה נטל כלכלי משמעותי על חולים ובני משפחותיהם ברחבי העולם6. MI הוא גם גורם מוות עיקרי בחולים עם NAFLD. מחקר קליני שפורסם בכתב העת הרפואי הבריטי הראה כי הסיכון לאוטם שריר הלב בחולי NAFLD גדול פי 1.17 מאשר בחולים שאינם NAFLD 7,8. מחקרים מסוימים זיהו מסלולים מולקולריים, כולל דלקת, מתח חמצוני ומטבוליזם של שומנים, התורמים ל-MI 9,10,11 הקשור ל-NAFLD. עם זאת, המנגנונים הבסיסיים המקשרים בין NAFLD ו-MI נותרו לא ברורים. חיוני לזהות סמנים ביולוגיים חדשים הקשורים לפרוגנוזה של NAFLD ו-MI.
השכיחות הגוברת של NAFLD, המשפיעה על פלח רחב של האוכלוסייה, מדגישה בעיה משמעותית בבריאות הציבור, במיוחד בהתחשב בקשר שלה לסוכרת. עם זאת, ההשפעה של NAFLD על חולים שאינם סוכרתיים נותרה לא מובנת היטב. NAFLD מעורב בפתוגנזה של טרשת עורקים ומוכר כגורם סיכון קרדיווסקולרי עצמאי, בהיותו קשור קשר הדוק להסתיידות העורקים הכליליים, תפקוד לקוי של האנדותל וטרשת עורקים. למרות הקשרים הללו, המנגנונים המדויקים המגשרים בין NAFLD ומחלות לב וכלי דם כגון אוטם שריר הלב (MI) דורשים הבהרה נוספת. MI הוא אחד מגורמי התמותה המובילים בעולם ומטיל נטל כלכלי משמעותי. הסיכון ל-MI בחולי NAFLD גבוה באופן משמעותי מאשר אצל אלה ללא NAFLD, מה שמדגיש את הצורך בהבנה עמוקה יותר של המסלולים המולקולריים המחברים בין מצבים אלה. אמנם דלקת, עקה חמצונית וחילוף חומרים של שומנים הוצעו כגורמים תורמים, אבל המנגנונים המדויקים עדיין לא ברורים. יש צורך דחוף לזהות סמנים ביולוגיים חדשים שיכולים לספק תובנות לגבי הפרוגנוזה והניהול של MI הקשור ל-NAFLD.
כתוצאה מכך, במחקר זה, מערכי נתונים של מיקרו-מערך RNA עבור NAFLD ו-MI הורדו מהמרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי-ביטוי גנים אומניבוס (NCBI-GEO, ראה טבלת חומרים) כדי לזהות ולנתח את האינטראקציה של גנים המתבטאים באופן דיפרנציאלי (DEGs) בין NAFLD ו-MI. ניתוח העשרה, בניית דיאגרמת רשת אינטראקציה בין חלבון לחלבון (PPI), תמיכה בחיסול תכונות רקורסיביות של מכונה וקטורית (SVM-RFE), ואלגוריתמים של אופרטור הצטמקות ובחירה הכי פחות מוחלט (LASSO) שימשו לזיהוי גנים מרכזיים 12,13,14,15,16,17,18,19. ניתוח הסננה חיסונית בוצע כדי לבחון תאים חיסוניים בחולי NAFLD ו-MI. בסופו של דבר, שיטות אלה שולבו כדי להבהיר את הקשר בין NAFLD ו-MI. איור 1 ממחיש את רצף התכנון שבוצע במחקר זה. על ידי שילוב של ביואינפורמטיקה, למידת מכונה וניתוח הסננה חיסונית, מחקר זה נועד לתרום לפיתוח פלטפורמה חדשה לתמיכה בהחלטות רפואיות.
התרומות העיקריות של מאמר זה הן: (1) זיהוי גנים המתבטאים במשותף: המחקר מדגיש את הקשר בין NAFLD ו-MI על ידי זיהוי גנים המתבטאים במשותף, ומציע הבנה מעמיקה יותר של הקשרים המולקולריים בין שני המצבים הללו. (2) יישום של ביואינפורמטיקה ולמידת מכונה: תוך שימוש בטכניקות ביואינפורמטיקה ולמידת מכונה, כולל חיסול תכונות רקורסיביות של מכונה וקטורית תומכת (SVM-RFE)17 ואופרטור הצטמקות ובחירה הכי פחות מוחלט (LASSO)19, המחקר מזהה THBS1 כגן המתבטא באופן דיפרנציאלי. THBS1 מדגים ביצועים גבוהים בהבחנה בין חולי NAFLD ו-MI לבין בקרות בריאות. (3) ניתוח הסננה חיסונית: המחקר מבצע ניתוח הסננה חיסונית, וחושף רמות נמוכות משמעותית של תאי CD8+ T ורמות גבוהות יותר של נויטרופילים בחולים עם NAFLD ו-MI. (4) ניתוח מתאם: המחקר מוכיח כי THBS1 נמצא בקורלציה חיובית עם מספר גורמים חיסוניים, כולל CCR (קולטן כימוקין), MHC Class I (קומפלקס תאימות היסטולוגית עיקרי Class I), נויטרופילים, דלקת פרה-דלקתית, ותאי Tfh (תאי T מסייעים זקיקים). יש לו קורלציה שלילית עם תאי CD8+ T, פעילות ציטוליטית ולימפוציטים חודרים לגידול (TIL).