طور فريق دولي من الباحثين نماذج حاسوبية متقدمة، أو "توائم رقمية" للأمراض، بهدف تحسين التشخيص والعلاج. استخدموا أحد هذه النماذج لتحديد أهم بروتينات المرض في حمى القش. تؤكد الدراسة مدى تعقيد المرض وضرورة استخدام العلاج المناسب في الوقت المناسب.
6 مايو 2022
المصدر:جامعة لينشوبينغ
د. سالم موسى القحطاني
ملخص:
طور فريق دولي من الباحثين نماذج حاسوبية متقدمة، أو "توائم رقمية" للأمراض، بهدف تحسين التشخيص والعلاج. استخدموا أحد هذه النماذج لتحديد أهم بروتينات المرض في حمى القش. تؤكد الدراسة مدى تعقيد المرض وضرورة استخدام العلاج المناسب في الوقت المناسب.
------------
طور فريق دولي من الباحثين نماذج حاسوبية متقدمة، أو "توائم رقمية" للأمراض، بهدف تحسين التشخيص والعلاج. استخدموا أحد هذه النماذج لتحديد أهم بروتينات المرض في حمى القش. تؤكد الدراسة، التي نُشرت للتو في مجلة Genome Medicine المفتوحة الوصول ، على مدى تعقيد المرض وضرورة استخدام العلاج المناسب في الوقت المناسب.
لماذا الدواء فعال ضد مرض معين لدى بعض الأفراد دون البعض الآخر؟ مع الأمراض الشائعة، يكون الدواء غير فعال في 40-70 بالمائة من المرضى. أحد أسباب ذلك هو أن الأمراض نادرًا ما تكون ناجمة عن "خطأ" واحد, والذي يمكن علاجه بسهولة. بدلاً من ذلك ، تكون الأعراض في معظم الأمراض نتيجة للتفاعلات المتغيرة بين آلاف الجينات في العديد من أنواع الخلايا المختلفة. التوقيت مهم أيضا. غالبًا ما تتطور عمليات المرض على مدى فترات طويلة. غالبًا ما لا نكون على دراية بتطور المرض حتى تظهر الأعراض ، وبالتالي يتأخر التشخيص والعلاج في كثير من الأحيان ، مما قد يساهم في عدم كفاية الفعالية الطبية.
في دراسة حديثة، هدف فريق بحث دولي إلى سد الفجوة بين هذا التعقيد والرعاية الصحية الحديثة من خلال بناء نماذج أمراض حسابية للتفاعلات الجينية المتغيرة عبر العديد من أنواع الخلايا في نقاط زمنية مختلفة. الهدف طويل المدى للباحثين هو تطوير مثل هذه النماذج الحسابية إلى "توائم رقمية" لأمراض المرضى الفردية. يمكن استخدام مثل هذه التوائم الرقمية الطبية لتصميم الأدوية بحيث يمكن علاج كل مريض بالعقار المناسب في الوقت المناسب. من الناحية المثالية ، يمكن مطابقة كل توأم ومعالجته بآلاف الأدوية من خلال الكمبيوتر، قبل أن يبدأ العلاج الفعلي للمريض.
بدأ الباحثون بتطوير طرق لبناء توائم رقمية لمرضى يعانون من حمى القش. استخدموا تقنية ، تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية ، لتحديد كل نشاط الجينات في كل من آلاف الخلايا المناعية الفردية - وبشكل أكثر تحديدًا خلايا الدم البيضاء. نظرًا لأن هذه التفاعلات بين الجينات وأنواع الخلايا قد تختلف بين نقاط زمنية مختلفة في نفس المريض، قام الباحثون بقياس نشاط الجين في نقاط زمنية مختلفة قبل وبعد تحفيز خلايا الدم البيضاء بحبوب اللقاح.
من أجل بناء نماذج حاسوبية لجميع البيانات، استخدم الباحثون تحليلات الشبكة. يمكن استخدام الشبكات لوصف وتحليل الأنظمة المعقدة. على سبيل المثال ، يمكن تحليل فريق كرة القدم كشبكة تعتمد على التمريرات بين اللاعبين. قد يكون اللاعب الذي يمرر أكثر إلى لاعبين آخرين خلال المباراة بأكملها هو الأكثر أهمية في تلك الشبكة. تم تطبيق مبادئ مماثلة لبناء نماذج الكمبيوتر، أو "التوائم"، وكذلك لتحديد بروتين المرض الأكثر أهمية.
في الدراسة الحالية، وجد الباحثون أن العديد من البروتينات وشلالات الإشارات كانت مهمة في الحساسية الموسمية، وأن هذه تتفاوت بشكل كبير عبر أنواع الخلايا وفي مراحل مختلفة من المرض.
يقول الدكتور ميكائيل بنسون، الأستاذ في جامعة لينشوبنج ، الذي قاد الدراسة.
أخيرًا، حدد الباحثون أهم بروتين في النموذج المزدوج لحمى القش. لقد أظهروا أن تثبيط هذا البروتين، المسمى PDGF-BB، في التجارب مع الخلايا كان أكثر فعالية من استخدام عقار معروف للحساسية موجه ضد بروتين آخر، يسمى IL-4.
أظهرت الدراسة أيضًا أنه يمكن تطبيق الأساليب لإعطاء العلاج المناسب في الوقت المناسب لأمراض المناعة الأخرى، مثل الروماتيزم أو أمراض الأمعاء الالتهابية. سيتطلب التنفيذ السريري تعاونًا دوليًا بين الجامعات والمستشفيات والشركات.
تستند الدراسة إلى تعاون متعدد التخصصات بين 15 باحثًا في السويد والولايات المتحدة وكوريا والصين. تلقى البحث دعمًا ماليًا من الاتحاد الأوروبي والمعاهد الوطنية للصحة ومجالس البحوث السويدية ودول الشمال وجمعية السرطان السويدية.
