توسعه مدل پاسخ میکروبیوم مبتنی بر هوش مصنوعی برای بهینهسازی مداخلات پیوند میکروبیوتای مدفوع، پروبیوتیکها و پستبیوتیکها در کولیت اولسراتیو و بیماری کرون
کلمات کلیدی:
هوش مصنوعی, میکروبیوم روده, پیوند میکروبیوتای مدفوع, پروبیوتیکها, بیماریهای التهابی رودهچکیده
بیماریهای التهابی روده شامل کولیت اولسراتیو و بیماری کرون از جمله اختلالات مزمن و عودکننده دستگاه گوارش هستند که با التهاب پایدار، اختلال در تعادل میکروبی روده و پاسخهای درمانی ناهمگون شناخته میشوند. در سالهای اخیر، پیوند میکروبیوتای مدفوع، مصرف پروبیوتیکها و استفاده از پستبیوتیکها به عنوان رویکردهای نوین مبتنی بر تعدیل میکروبیوم مورد توجه قرار گرفتهاند. با وجود نتایج امیدوارکننده، میزان موفقیت این درمانها در میان بیماران متفاوت بوده و عوامل متعددی از جمله ترکیب میکروبی روده، وضعیت ایمنی میزبان، مسیرهای متابولیکی و ویژگیهای بالینی در این تفاوت نقش دارند. این موضوع ضرورت توسعه ابزارهای پیشبینیکننده برای انتخاب درمان مناسب در هر بیمار را آشکار میسازد. هدف این پژوهش توسعه یک مدل پاسخ میکروبیوم مبتنی بر هوش مصنوعی برای بهینهسازی مداخلات درمانی شامل پیوند میکروبیوتای مدفوع، پروبیوتیکها و پستبیوتیکها در بیماران مبتلا به کولیت اولسراتیو و بیماری کرون است. در این چارچوب، دادههای چندبعدی شامل اطلاعات بالینی، میکروبی، ایمنیشناختی و متابولیکی با یکدیگر ادغام شدند تا امکان پیشبینی پاسخ درمانی و تصمیمگیری دقیق درمانی فراهم شود. الگوریتمهای یادگیری ماشین برای شناسایی الگوهای مرتبط با بهبودی بالینی، ترمیم مخاطی و پایداری پاسخ درمانی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تلفیق دادههای میکروبیوم با روشهای هوش مصنوعی میتواند دقت پیشبینی پاسخ به درمان را به طور قابل توجهی افزایش دهد. همچنین برخی الگوهای اختصاصی در تنوع میکروبی، شبکههای تعامل باکتریایی و مسیرهای متابولیکی به عنوان عوامل کلیدی در موفقیت درمان شناسایی شدند. مدل پیشنهادی قادر بود بیماران را بر اساس احتمال پاسخ به هر یک از مداخلات درمانی طبقهبندی کرده و مناسبترین راهبرد درمانی را پیشنهاد دهد. یافتههای این مطالعه نشان میدهد که بهرهگیری از هوش مصنوعی در مدیریت مبتنی بر میکروبیوم میتواند گامی موثر در توسعه پزشکی دقیق برای بیماران مبتلا به بیماریهای التهابی روده باشد. این رویکرد امکان انتخاب هدفمندتر درمان، افزایش اثربخشی مداخلات و بهبود پیامدهای بلندمدت بیماران را فراهم میکند.
مراجع
Peery AF, Kelly CR, Kao D, et al. AGA clinical practice guideline on fecal microbiota-based therapies for select gastrointestinal diseases. Gastroenterology. 2024;166(2):409-434.
Porcari S, Benech N, Valles-Colomer M, et al. Key determinants of success in fecal microbiota transplantation from microbiome to clinic. Cell Host Microbe. 2023;31(5):712-733.
Sokol H, Landman C, Seksik P, et al. Fecal microbiota transplantation to maintain remission in Crohn's disease. Gastroenterology. 2020;158(2):453-456.
Haifer C, Paramsothy S, Kaakoush NO, et al. Lyophilised oral fecal microbiota transplantation for ulcerative colitis. Gastroenterology. 2022;162(2):548-550.
Chapon J, Scanzi J, Sokol H, Pereira B, Buisson A. Efficacy of different modalities of faecal microbiota transplantation in ulcerative colitis systematic review and network meta-analysis. Therap Adv Gastroenterol. 2025;18:17562848251369624.
Zou B, Wang H, Liu J, et al. Fecal microbiota transplantation restores gut microbiota and promotes remission in pediatric Crohn's disease. J Transl Med. 2025;23:58.
Quiroga-Centeno AC, Adusumilli S, Plichta DR, et al. Emerging microbiome-directed therapies in inflammatory bowel disease. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2025.
Bi Y, Zhang Y, Wang X, et al. The current landscape of fecal microbiota transplantation in inflammatory bowel disease. Transl Gastroenterol Hepatol. 2025;10:18.
Rynikova M, Koutroubakis IE. One therapy many targets redefining ulcerative colitis treatment through microbiome modulation. Therap Adv Gastroenterol. 2026;19.
Alexander JL, Marchesi JR, Mullish BH. Recent advances in our understanding of the gut microbiome and microbiota-based therapeutics. Gut. 2026.
Salminen S, Collado MC, Endo A, et al. The International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics definition of postbiotics. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2021;18(9):649-667.
Aguilar-Toalá JE, Garcia-Varela R, Garcia HS, et al. Postbiotics an evolving term within the functional foods field. Trends Food Sci Technol. 2021;114:548-558.
Lavelle A, Sokol H. Gut microbiota-derived metabolites as key actors in inflammatory bowel disease. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2020;17(4):223-237.
Minciullo PL, Navarra M, Gangemi S. The role of artificial intelligence in microbiome-based precision medicine. J Pers Med. 2023;13(8):1197.
Mkilima T. Engineering artificial microbial consortia for personalized gut microbiome modulation and disease treatment. Ann N Y Acad Sci. 2025;1548(1):29-55.
دانلود
چاپ شده
شماره
نوع مقاله
مجوز
حق نشر 2026 مجله علمی مطالعات پژوهشی در علوم پایه و علوم پزشکی آینده

این پروژه تحت مجوز بین المللی Creative Commons Attribution 4.0 می باشد.


