قد يؤدي البحث الجديد إلى تغيير طريقة علاج الطب للسرطان في عصر الذكاء الاصطناعي

(دان تري) - تعتبر الاكتشافات الجديدة حول الساعة البيولوجية واستقلاب الخلايا بمثابة المفتاح لفتح المجال أمام علاج أكثر فعالية للسرطان في عصر الذكاء الاصطناعي.

في ورشة عمل "المواد المتقدمة وتكنولوجيا الطاقة والرعاية الصحية في عصر الذكاء الاصطناعي" ضمن أسبوع العلوم والتكنولوجيا VinFuture 2025، قدم البروفيسور دانج فان تشي بحثًا يظهر أن الإيقاعات اليومية واستقلاب الخلايا تلعب دورًا رئيسيًا في تحديد فعالية العلاج المناعي والأدوية المستهدفة.

البروفيسور دانج فان تشي يتحدث عن "الإيقاعات البيولوجية واستقلاب السرطان والعلاج المناعي" (الصورة: هاي ين).

تلعب الإيقاعات اليومية دورًا محوريًا في السيطرة على الخلايا السرطانية

يُعتبر الإيقاع اليومي أحد أهم الأنظمة التنظيمية في جسم الإنسان. تعمل هذه الآلية من خلال شبكة جينية تعمل على مدار 24 ساعة. يُعدّ BMAL1 وCLOCK عاملين أساسيين يُساعدان على تنظيم النوم، واستقلاب الطاقة، والهرمونات، والتوازن الداخلي.

عندما تعمل الساعة البيولوجية بإيقاع منتظم، تكون للخلايا أوقات عمل وراحة واضحة. عندما يختل هذا الإيقاع، تقل القدرة على إصلاح الحمض النووي، وتضطرب العديد من العمليات الحيوية.

تُظهر التحليلات المنشورة في مجلتي Cell Metabolism وNature Reviews Cancer أن اضطراب الساعة البيولوجية لا يؤثر فقط على النوم والتمثيل الغذائي، بل يُضعف أيضًا جهاز المناعة. فعندما تُنشَّط الخلايا المناعية في الوقت الخطأ، يصعب على الجسم اكتشاف الخلايا غير الطبيعية والقضاء عليها، والتي قد تُصبح بذرة السرطان.

لفهم هذه الآلية بشكل أفضل، يستخدم العلماء غالبًا نماذج حيوانية. تُعدّ هذه الطريقة المعيارية في الأبحاث الطبية الحيوية، إذ تُمكّنها من التحكم في الجينات والبيئة المعيشية ونشاط الخلايا، وهو أمرٌ غير ممكن في الدراسات البشرية. في العديد من التجارب، يتم اختيار الفئران لتشابه جيناتها وآلياتها البيولوجية مع البشر.

وعندما قام الباحثون بإزالة جين BMAL1 في الفئران، أظهرت الحيوانات مجموعة من علامات الاضطرابات مثل الشيخوخة المبكرة، واختلال التوازن الأيضي، وتكوين الورم بشكل أسرع من الطبيعي.

وتشير هذه النتائج إلى أنه عندما يتم تعطيل الساعة البيولوجية، تفقد الخلايا قدرتها على الانقسام بطريقة منظمة وتصبح أكثر عرضة لحالة من الانتشار غير الطبيعي.

وفي شرحه لهذه الآلية، قال البروفيسور دانج فان تشي: "الساعة البيولوجية بمثابة مركز قيادة. فهي تُحدد متى ينبغي للخلايا أن تكون نشطة ومتى تحتاج إلى الراحة لإصلاح نفسها. وعند اختلال هذه الآلية، تُصبح عملية انقسام الخلايا فوضوية، مما يُهيئ الظروف المناسبة لظهور الخلايا السرطانية".

تؤثر الإيقاعات اليومية أيضًا على نشاط الجهاز المناعي. وقد أظهرت العديد من الدراسات العالمية أن الخلايا التائية والبلعميات تكون في أوج نشاطها صباحًا.

يُعتقد أن هذا هو السبب وراء استجابة المرضى بشكل أفضل للعلاج المناعي عند تلقي العلاج في هذا الوقت. ومن المتوقع أن يحقق نهج العلاج القائم على التوقيت البيولوجي فعالية أعلى ويقلل من السمية غير الضرورية.

إعادة البرمجة الأيضية تمهد الطريق للانتشار غير المنضبط

في عرضه التقديمي حول الآلية الجزيئية للسرطان، أكد البروفيسور تشي على الدور المحوري لجين MYC. يُعد هذا الجين من أكثر جينات السرطان تأثيرًا، ويظهر في معظم أنواع السرطان شيوعًا.

لا يُحفّز هذا الجين انقسام الخلايا فحسب، بل يُعطّل أيضًا إيقاعها اليومي. عند اختلال هذا الإيقاع الجزيئي، تفلت الخلايا السرطانية من آليات التحكم الطبيعية وتُواصل تكاثرها.

خلال فترة عمله في جامعة كاليفورنيا سان فرانسيسكو، أظهر البروفيسور تشي لأول مرة الارتباط بين فرط نشاط MYC والتغيرات العميقة في الطريقة التي تنتج بها الخلايا الطاقة.

عندما يُنشَّط MYC بقوة، تُصبح الخلية أكثر اعتمادًا على تحلل الجلوكوز وإنتاج اللاكتات. يُتحكَّم في هذه السلسلة من التفاعلات إنزيم لاكتات ديهيدروجينيز أ.

تشير الدراسات المنشورة في معهد ويستار وجامعة جونز هوبكنز إلى أن MYC يعزز فرط نشاط LDH A، مما يتسبب في دخول الخلايا في حالة أيضية غير طبيعية تُعرف باسم تأثير واربورغ.

في ظاهرة "تأثير واربورغ"، تستهلك خلايا السرطان الجلوكوز بمعدل مرتفع جدًا وتنتج كميات كبيرة من حمض اللاكتيك حتى مع وجود كمية كافية من الأكسجين. توفر هذه العملية مصدرًا سريعًا للطاقة للخلايا للتكاثر المستمر. يتراكم حمض اللاكتيك، مما يجعل البيئة المحيطة بالورم حمضية.

هذا يعيق نشاط الخلايا المناعية، لأن العديد من الخلايا التائية لا تعمل بكفاءة في بيئة حمضية. هذه إحدى الطرق التي تُنشئ بها الخلايا السرطانية منطقة آمنة تُساعدها على تجنب الهجوم.

يؤكد البروفيسور تشي أن عملية الأيض هي أساس النمو. فإذا استطعنا الوصول إلى مصدر الطاقة، فإننا نُضعف الميزة الأساسية للورم.

بناءً على هذا المبدأ، طوّر مختبره مجموعة من الجزيئات القادرة على تثبيط إنزيم LDH. وأظهرت التجارب على نماذج الفئران أن مثبطات LDH قللت من معدل نمو الورم وحسّنت البيئة المحيطة به بشكل ملحوظ.

عند انخفاض مستويات حمض اللاكتيك، تتمكن الخلايا المناعية من الدخول والعمل بفعالية أكبر. والجدير بالذكر أنه عند دمج مثبطات LDH مع أجسام مضادة لـ PD1، سجلت العديد من النماذج اختفاءً كاملاً للورم.

مع ذلك، لا يزال هذا النهج يواجه تحديًا كبيرًا. تعتمد خلايا الدم الحمراء كليًا على تحلل الجلوكوز للحصول على الطاقة. عند تثبيط إنزيم LDH، تصبح هذه الخلايا عرضة للتلف وانحلال الدم.

ولهذا السبب يواصل فريق البحث تطوير جزيئات أكثر انتقائية تستهدف الخلايا السرطانية مع الحد من تأثيرها على الخلايا السليمة.

النظام الغذائي وميكروبات الأمعاء تعدل الاستجابة المناعية

في السنوات الأخيرة، أصبح ميكروبيوم الأمعاء يعتبر أحد المجالات الأكثر تأثيرًا في علاج السرطان.

تشير الدراسات المنشورة في مجلتي Nature Medicine وCell إلى أن بكتيريا الأمعاء لا تساعد على الهضم فحسب، بل تشارك أيضًا في تنظيم المناعة.

وجدت عدة مجموعات بحثية أن المرضى ذوي الميكروبات المختلفة يستجيبون للعلاج المناعي بشكل مختلف. بعض البكتيريا تعزز نشاط الخلايا التائية، بينما تُصعّب أخرى على الجهاز المناعي التعرف على الخلايا السرطانية.

وفي التحقيق في هذا الارتباط، ركز العلماء على الكولين، وهو أحد العناصر الغذائية الموجودة عادة في اللحوم والمأكولات البحرية.

بمجرد وصوله إلى الأمعاء، يُحلل الكولين بواسطة بكتيريا معينة إلى TMA. ثم يُحوّل الكبد TMA إلى TMAO.

أظهرت عدة دراسات مستقلة أجراها معهد لودفيج للسرطان وجامعة جونز هوبكنز أن مستويات ثلاثي ميثيل أمينو (TMAO) في دم مرضى سرطان الكبد ترتبط ارتباطًا وثيقًا بفعالية العلاج. غالبًا ما يستجيب المرضى الذين يعانون من مستويات عالية من ثلاثي ميثيل أمينو (TMAO) بشكل ضعيف للعلاج المضاد لـ PD1، ويكون متوسط ​​بقاءهم على قيد الحياة أقصر.

لاختبار هذه الآلية، أجرت فرق البحث تجارب على نماذج الفئران. عندما تناولت الفئران نظامًا غذائيًا غنيًا بالكولين، ارتفعت مستويات ثلاثي ميثيل أمينو بشكل كبير.

نتيجةً لذلك، تقل فعالية العلاج المناعي حتى مع إعطاء الدواء بالجرعة المناسبة وفي الوقت المناسب. على العكس، عند تثبيط الإنزيم البكتيري المسؤول عن إنتاج TMA، تنخفض مستويات TMAO بشكل ملحوظ ويصبح الجهاز المناعي أكثر نشاطًا. وتستعيد المناعة قدرتها على الاستجابة للأدوية المضادة لـ PD1.

وفقًا للبروفيسور تشي، من المرجح أن يجمع مستقبل علاج السرطان بين الأدوية الموجهة للأيض، والعلاج المناعي، والتغذية المُتحكم بها بالساعة البيولوجية، والمراقبة المستمرة باستخدام الذكاء الاصطناعي. يُنشئ هذا المزيج نموذج علاج شاملًا وشخصيًا.

وقد أثبتت الأبحاث التي أجراها لمدة 30 عامًا أن السرطان ليس مرضًا ناتجًا عن طفرة جينية فحسب، بل هو أيضًا مرض ناتج عن اضطراب الساعة البيولوجية واختلال التوازن الأيضي واختلال التوازن المناعي.

ولا يمكن للطب أن يصمم علاجات فعالة حقا إلا من خلال فهم مجموع هذه الطبقات التنظيمية.

المصدر: https://dantri.com.vn/suc-khoe/nghien-cuu-moi-co-the-thay-doi-cach-y-hoc-dieu-tri-ung-thu-trong-thoi-ai-20251204183852856.htm