يساعد الذكاء الاصطناعي في اكتشاف طرق جديدة لعلاج السرطان

معجزة خلق الله هي أن جسم الإنسان يتكون من تريليونات من الخلايا التي تعمل معًا بطريقة منهجية مذهلة. تتكاثر هذه الخلايا بشكل طبيعي (أو تنقسم) على أساس منتظم ؛ وبعد فترة ، مع تقدم العمر ، تموت هذه الخلايا ويتم استبدالها بخلايا جديدة.

6 أعشاب تنشط البنكرياس և تقتل الخلايا السرطانية

يبدأ السرطان عندما تنحرف إحدى هذه الخلايا عن النظام القائم ، وترفض الموت ، وتبدأ في الانقسام إلى ما لا نهاية ، والتكاثر. ثم تبدأ الخلايا السرطانية بالتراكم في الخلايا الطبيعية ، وتشكل الورم الرئيسي ، مما يسبب مشاكل في العضو المصاب.

بعد الإصابة الكبيرة ، يمكن أن ينتشر السرطان إلى أجزاء أخرى من الجسم حول الآفة الرئيسية ، مثل العقد الليمفاوية ، أو حتى إلى أجزاء بعيدة من الجسم في عملية تسمى ورم خبيث. على سبيل المثال ، يمكن أن ينتشر السرطان الذي يبدأ في الرئتين لاحقًا إلى العظام ، مما يتسبب في أورام ثانوية خبيثة.

المرحلة الخبيثة هي المرحلة المتقدمة من المرض ، مما يعني أن السرطان أصبح مقاومًا للعلاج ، مما يؤدي غالبًا إلى الوفاة ، مما يجعل السرطان من أصعب الأمراض التي لا يستطيع الأطباء علاجها.

وبحسب جمعية السرطان الأمريكية ، الوكالة الدولية لأبحاث السرطان التابعة لمنظمة الصحة العالمية ، تم تشخيص أكثر من 19 مليون حالة سرطان جديدة في عام 2020 ، بالإضافة إلى حوالي 10 ملايين حالة وفاة على مستوى العالم بسبب مضاعفات السرطان. في نفس العام.

بحلول عام 2040 ، من المتوقع أن يصل عدد الحالات الجديدة إلى 29 مليون حالة سنويًا. حوالي 20 في المائة من الناس (واحد من كل أربعة رجال – واحد من كل خمس نساء) يصابون بالسرطان ، مما يجعل السرطان السبب الرئيسي للوفاة (السبب الأول في الولايات المتحدة والثاني في مصر في الثلاثينيات). և تسعة وستون).

لأول مرة منذ اكتشاف السرطان ، جرب الأطباء العديد من العلاجات ، مثل العلاج الإشعاعي والعلاج الكيميائي والعلاج المناعي الموجه. يحدد الطبيب المعالج أفضل علاج حسب نوع السرطان وموقعه ومرحلته. يعتمد الأطباء عادة على التجارب السريرية لتحديد مكان ومرحلة السرطان باستخدام الأشعة السينية المختلفة ، ومدى خطورتها.

اعتمد الأطباء مؤخرًا على الاختبارات الجينية للأورام الخبيثة لمقارنتها بالأنسجة الطبيعية للكشف عن الطفرات والتغيرات في السجلات الجينية للخلايا السرطانية الخبيثة. يعتمد الاختبار الجيني على حقيقة أن كل خلية في الجسم ، سواء كانت طبيعية أو سرطانية ، تحتوي على خيط من الحمض النووي يحمل شفرة طويلة من الأوامر مقسمة إلى 23 زوجًا من الكروموسومات.يحتوي كل كروموسوم على عدد كبير من الجينات. الجينات حتى الآن). وبالتالي ، يمكن تحليل هذه الجينات باستخدام التكنولوجيا الحديثة لاكتشاف الطفرات أو التغيرات التي يمكن أن تحدث في أي من آلاف الجينات في الخلايا السرطانية.

يطرح سؤال للأطباء والعلماء.

لماذا تبقى بعض أنواع السرطان في مكانها بينما ينتشر البعض الآخر كالنار في الهشيم؟

على الرغم من أن هذا السؤال سيبقي العلماء مشغولين لفترة طويلة – يحتاج إلى سنوات عديدة من البحث ، مجموعة بحثية مشتركة من عدة جامعات (جامعة الأزهر – معهد دانا فاربر للسرطان ، جامعة هارفارد – جامعة مينيسوتا – معهد برود ، هارفارد ، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا և جامعة إلينوي) استخدمت تقنيات الذكاء الاصطناعي لإيجاد أسرار هذا المرض الخبيث لدى مرضى سرطان البروستاتا. (إذا قمت بتعريف البروستاتا هنا فهو مرض يصيب الرجال بعد سن الأربعين)

قام فريق البحث بقيادة الدكتور هيثم عبد الرحمن المراكبي ، المحاضر في علوم الكمبيوتر في مركز دانا فاربر للسرطان بجامعة هارفارد ، بدراسة أكثر من ألف مريض بالسرطان. نوع مقاوم للأدوية الشائعة ، يمكن أن ينتشر إلى أعضاء أخرى.

خلال هذه الدراسة ، طور فريق البحث نموذجًا حاسوبيًا غير عادي يعتمد على الذكاء الاصطناعي – تقنيات التعلم الآلي ، وخاصة الشبكات العصبية العميقة ، والتي يمكنها اكتشاف مرحلة السرطان تلقائيًا بعد تدريبها على السجلات الجينية للمرضى. تمكنت الخوارزمية المطورة (خوارزميات التعلم العميق) من تحديد مرحلة السرطان بدقة لدى المرضى ، مما يعني أن النموذج يمكن أن يميز السرطان المتقدم في وقت مبكر من خلال تحليل التاريخ الجيني للمريض.

وتجدر الإشارة إلى أنه يمكن استخدام هذا النموذج لمعرفة احتمالية أن يبدأ سرطان المريض في الانتشار بشكل خبيث ، مما يسهل على الطبيب المعالج اتخاذ الإجراءات اللازمة مبكرًا أو متأخرًا.

تتمثل إحدى النتائج القيمة للبحث في تقديم تفسيرات لهذه التنبؤات من خلال النظر ببساطة إلى ما وراء احتمال الإصابة بالسرطان. من أهم عيوب النماذج الحاسوبية القائمة على تقنيات الذكاء الاصطناعي معرفة كيفية عمل هذه النماذج من الداخل ، أو إيجاد تفسير للقرارات التي تتخذها تلك النماذج. على العكس من ذلك ، كان فريق البحث قادرًا على بناء آلية مبتكرة تسمح لنموذج الكمبيوتر ليس فقط بالتمييز بين السرطان الذي تم تطويره مبكرًا ، ولكن أيضًا لشرح التغييرات في انتشار السرطان والجينات والعمليات البيولوجية. .

اكتشاف يغير إلى الأبد علاج سرطان البروستاتا

باستخدام هذه الآلية المبتكرة ، تمكن فريق البحث التابع للدكتور هيثم المراكبي من التعرف على عدد من الجينات المعروفة التي درسها العلماء لسنوات عديدة ، مدركين تأثيرها على انتشار السرطان ، بينما اكتشفها نموذج حاسوبي بشكل عفوي.

بالإضافة إلى قدرته على إعادة اكتشاف عدد من الجينات المعروفة في النموذج المبتكر ، استخدم الفريق نفس الطريقة لاكتشاف عدد من الجينات غير المعروفة سابقًا في انتشار سرطان البروستاتا. كما أجرى الفريق تجارب معملية واسعة النطاق على أحد هذه الجينات الجديدة ، ووجدوا أن نشاط هذا الجين يزيد من مقاومة الخلايا السرطانية للعلاج في المختبر.

استخدم فريق البحث تقنية جديدة لتحرير الجينات تسمى كريسبر (مكتشفا هذه الطريقة هما الحاصلين على جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2020) لإغلاق هذا الجين. وجد الفريق أن الخلايا السرطانية المختبرية بدأت في الاستجابة للعلاج بعد إيقاف الجين ، مما فتح الباب أمام التجارب السريرية لتجربة العلاج الذي أوقف الجين لدى المرضى.

ماذا بعد هذا الاكتشاف؟

يأمل العلماء أن تبدأ إحدى الشركات العالمية تجارب سريرية على هذا الجين لدراسة إمكانية علاج سرطان البروستاتا. يأمل فريق البحث في تكرار هذه الدراسة الناجحة ، التي تجمع بين المعرفة الطبية والبيولوجية والحاسوبية حول مجموعة متنوعة من السرطانات ، مثل سرطان الرئة وسرطان الجلد.

يعتقد فريق البحث أيضًا أن هذه الدراسة ستكون مفيدة في فهم استجابة مرضى السرطان للعلاج المناعي ، مما يسمح بتطوير طرق جديدة لعلاج السرطان. يرى الدكتور هيثم عبد الرحمن المراكبي أن التوسع في استخدام تقنيات التحليل الجيني والذكاء الاصطناعي لدى المرضى سيفتح آفاقًا غير مسبوقة في البحث عن الأمراض المستعصية ، وتطوير المعرفة والطب ، حتى تتمكن مصر من دخول هذا الجديد. إذا لزم الأمر. الموارد الدعم متاح للباحثين الشباب.

.

أضف تعليق