تحقیقات جدید می‌تواند نحوه درمان سرطان توسط دارو را در عصر هوش مصنوعی تغییر دهد

(دن تری) - اکتشافات جدید در مورد ساعت بدن و متابولیسم سلولی، کلید گشایش درمان مؤثرتر سرطان در عصر هوش مصنوعی محسوب می‌شوند.

در کارگاه «مواد پیشرفته، فناوری انرژی و مراقبت‌های بهداشتی در عصر هوش مصنوعی» در هفته علم و فناوری VinFuture 2025، پروفسور دانگ ون چی تحقیقاتی را ارائه داد که نشان می‌دهد ریتم‌های شبانه‌روزی و متابولیسم سلولی نقش کلیدی در تعیین اثربخشی ایمونوتراپی و داروهای هدفمند دارند.

پروفسور دانگ وان چی در مورد «ریتم‌های بیولوژیکی، متابولیسم سرطان و ایمونوتراپی» صحبت می‌کند (عکس: های ین).

ریتم‌های شبانه‌روزی نقش محوری در کنترل سلول‌های سرطانی دارند

ریتم شبانه‌روزی یکی از مهم‌ترین سیستم‌های تنظیمی بدن انسان محسوب می‌شود. این مکانیسم از طریق یک شبکه ژنی که در یک چرخه ۲۴ ساعته عمل می‌کند، عمل می‌کند. در این شبکه، BMAL1 و CLOCK دو عامل اصلی هستند که به تنظیم خواب، متابولیسم انرژی، هورمون‌ها و هموستاز کمک می‌کنند.

وقتی ساعت بیولوژیکی به صورت ریتمیک کار می‌کند، سلول‌ها زمان کار و استراحت مشخصی دارند. وقتی این ریتم از حالت عادی خارج شود، توانایی ترمیم DNA کاهش می‌یابد و بسیاری از فرآیندهای حیاتی مختل می‌شوند.

تجزیه و تحلیل‌های منتشر شده در Cell Metabolism و Nature Reviews Cancer نشان می‌دهد که اختلال در ریتم شبانه‌روزی نه تنها بر خواب و متابولیسم تأثیر می‌گذارد، بلکه سیستم ایمنی را نیز تضعیف می‌کند. هنگامی که سلول‌های ایمنی در زمان نامناسبی فعال می‌شوند، بدن برای تشخیص و از بین بردن سلول‌های غیرطبیعی که می‌توانند به بذر سرطان تبدیل شوند، با مشکل مواجه می‌شود.

برای درک بهتر این مکانیسم، دانشمندان اغلب از مدل‌های حیوانی استفاده می‌کنند. این روش استاندارد در تحقیقات زیست‌پزشکی است زیرا می‌تواند ژن‌ها، محیط زندگی و فعالیت سلولی را کنترل کند، که در مطالعات انسانی امکان‌پذیر نیست. در بسیاری از آزمایش‌ها، موش‌ها انتخاب می‌شوند زیرا ژنتیک و مکانیسم‌های بیولوژیکی آنها مشابه انسان است.

وقتی محققان ژن BMAL1 را در موش‌ها حذف کردند، حیوانات طیف وسیعی از علائم اختلالاتی مانند پیری زودرس، عدم تعادل متابولیک و تشکیل تومور سریع‌تر از حد معمول را نشان دادند.

این نتایج نشان می‌دهد که وقتی ساعت شبانه‌روزی غیرفعال می‌شود، سلول‌ها توانایی تقسیم کنترل‌شده خود را از دست می‌دهند و بیشتر مستعد حالت تکثیر غیرطبیعی می‌شوند.

پروفسور دانگ وان چی در توضیح این مکانیسم گفت: «ساعت بیولوژیکی مانند یک مرکز فرماندهی است. این ساعت تصمیم می‌گیرد که سلول‌ها چه زمانی باید فعال باشند و چه زمانی برای ترمیم خود نیاز به استراحت دارند. وقتی این مکانیسم مختل می‌شود، فرآیند تقسیم سلولی دچار هرج و مرج می‌شود و شرایطی را برای ظهور سلول‌های سرطانی ایجاد می‌کند.»

ریتم‌های شبانه‌روزی همچنین بر فعالیت سیستم ایمنی تأثیر می‌گذارند. بسیاری از مطالعات بین‌المللی نشان داده‌اند که سلول‌های T و ماکروفاژها در صبح بیشترین فعالیت را دارند.

اعتقاد بر این است که به همین دلیل است که بیماران در این زمان به ایمونوتراپی بهتر پاسخ می‌دهند. انتظار می‌رود یک رویکرد درمانی مبتنی بر زمان‌بندی بیولوژیکی، اثربخشی بالاتری را به همراه داشته و سمیت غیرضروری را کاهش دهد.

برنامه‌ریزی مجدد متابولیک، زمینه را برای تکثیر کنترل‌نشده فراهم می‌کند

پروفسور چی در ارائه خود در مورد مکانیسم مولکولی سرطان، بر نقش محوری ژن MYC تأکید کرد. این ژن یکی از تأثیرگذارترین ژن‌های سرطانی است و در بیشتر سرطان‌های شایع ظاهر می‌شود.

این ژن نه تنها تقسیم سلولی را پیش می‌برد، بلکه ریتم شبانه‌روزی سلول را نیز مختل می‌کند. وقتی ریتم مولکولی مختل می‌شود، سلول‌های سرطانی از مکانیسم‌های کنترل طبیعی فرار می‌کنند و به تکثیر خود ادامه می‌دهند.

پروفسور چی در دوران حضورش در دانشگاه کالیفرنیا، سانفرانسیسکو، برای اولین بار ارتباط بین بیش‌فعالی MYC و تغییرات عمیق در نحوه تولید انرژی توسط سلول‌ها را نشان داد.

وقتی MYC به شدت فعال می‌شود، سلول بیشتر به گلیکولیز و تولید لاکتات وابسته می‌شود. این آبشار واکنش‌ها توسط آنزیم لاکتات دهیدروژناز A کنترل می‌شود.

مطالعات منتشر شده در موسسه ویستار و جان هاپکینز نشان می‌دهد که MYC باعث افزایش فعالیت LDH A می‌شود و باعث می‌شود سلول‌ها وارد یک حالت متابولیکی غیرطبیعی شوند که به عنوان اثر واربورگ شناخته می‌شود.

در اثر واربورگ، سلول‌های سرطانی گلوکز را با سرعت بسیار بالایی مصرف می‌کنند و حتی زمانی که اکسیژن کافی وجود دارد، اسید لاکتیک زیادی تولید می‌کنند. این فرآیند منبع سریعی از انرژی را برای تکثیر مداوم سلول‌ها فراهم می‌کند. اسید لاکتیک تجمع می‌یابد و محیط اطراف تومور را اسیدی می‌کند.

این امر فعالیت سلول‌های ایمنی را مختل می‌کند زیرا بسیاری از سلول‌های T نمی‌توانند در محیط اسیدی به طور مؤثر عمل کنند. این یکی از راه‌هایی است که سلول‌های سرطانی برای جلوگیری از حمله، یک منطقه امن ایجاد می‌کنند.

پروفسور چی ادعا می‌کند که متابولیسم پایه و اساس رشد است. اگر بتوانیم به منبع انرژی ضربه بزنیم، مزیت اصلی تومور را تضعیف می‌کنیم.

بر اساس این اصل، آزمایشگاه او گروهی از مولکول‌ها را توسعه داد که می‌توانند LDH را مهار کنند. آزمایش‌ها در مدل‌های موش نشان داد که مهارکننده‌های LDH سرعت رشد تومور را کاهش داده و ریزمحیط را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشند.

وقتی سطح اسید لاکتیک کاهش می‌یابد، سلول‌های ایمنی می‌توانند وارد شده و به طور مؤثرتری عمل کنند. نکته قابل توجه این است که وقتی مهارکننده‌های LDH با آنتی‌بادی‌های PD1 ترکیب می‌شوند، بسیاری از مدل‌ها ناپدید شدن کامل تومور را ثبت کرده‌اند.

با این حال، این رویکرد هنوز با یک چالش قابل توجه روبرو است. گلبول‌های قرمز خون کاملاً برای انرژی به گلیکولیز وابسته هستند. هنگامی که LDH مهار می‌شود، آنها در برابر آسیب و همولیز آسیب‌پذیر می‌شوند.

به همین دلیل است که تیم تحقیقاتی همچنان به توسعه مولکول‌های انتخابی‌تری ادامه می‌دهد که سلول‌های سرطانی را هدف قرار می‌دهند و در عین حال تأثیر بر سلول‌های سالم را محدود می‌کنند.

رژیم غذایی و میکروبیوتای روده، پاسخ ایمنی را تعدیل می‌کنند

در سال‌های اخیر، میکروبیوم روده یکی از تأثیرگذارترین حوزه‌ها در درمان سرطان در نظر گرفته شده است.

مطالعات منتشر شده در Nature Medicine و Cell نشان می‌دهد که باکتری‌های روده نه تنها به هضم غذا کمک می‌کنند، بلکه در تنظیم سیستم ایمنی نیز نقش دارند.

چندین گروه تحقیقاتی دریافته‌اند که بیمارانی با میکروبیوم‌های مختلف، واکنش‌های متفاوتی به ایمونوتراپی نشان می‌دهند. برخی از باکتری‌ها فعالیت سلول‌های T را افزایش می‌دهند، در حالی که برخی دیگر، تشخیص سلول‌های سرطانی را برای سیستم ایمنی بدن دشوارتر می‌کنند.

در بررسی این ارتباط، دانشمندان بر کولین، ماده مغذی که معمولاً در گوشت و غذاهای دریایی یافت می‌شود، تمرکز کردند.

کولین پس از ورود به روده، توسط باکتری‌های خاصی به TMA تجزیه می‌شود. سپس کبد TMA را به TMAO تبدیل می‌کند.

چندین مطالعه مستقل توسط موسسه سرطان لودویگ و دانشگاه جان هاپکینز نشان داده است که سطح TMAO در خون بیماران مبتلا به سرطان کبد ارتباط نزدیکی با اثربخشی درمان دارد. بیمارانی که سطح TMAO بالایی دارند اغلب به درمان ضد PD1 پاسخ ضعیفی می‌دهند و مدت زمان بقای کمتری دارند.

برای آزمایش این مکانیسم، تیم‌های تحقیقاتی آزمایش‌هایی را روی مدل‌های موش انجام دادند. وقتی موش‌ها با رژیم غذایی غنی از کولین تغذیه شدند، سطح TMAO به طور چشمگیری افزایش یافت.

در نتیجه، حتی زمانی که دارو با دوز مناسب و در زمان مناسب تجویز شود، ایمونوتراپی کمتر مؤثر می‌شود. برعکس، وقتی آنزیم باکتریایی مسئول ایجاد TMA مهار شود، سطح TMAO به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و سیستم ایمنی فعال‌تر می‌شود. توانایی پاسخ به داروهای ضد PD1 بازیابی می‌شود.

به گفته پروفسور چی، آینده درمان سرطان احتمالاً ترکیبی از داروهای هدفمند متابولیک، ایمونوتراپی، تغذیه کنترل‌شده بر اساس ریتم شبانه‌روزی و نظارت مداوم با استفاده از هوش مصنوعی خواهد بود. این ترکیب یک مدل درمانی جامع و شخصی‌سازی‌شده ایجاد می‌کند.

تحقیقاتی که او به مدت ۳۰ سال دنبال کرده است، ثابت کرده است که سرطان نه تنها بیماری جهش ژنی است، بلکه بیماری اختلال ساعت بیولوژیکی، عدم تعادل متابولیک و عدم تعادل ایمنی نیز می‌باشد.

تنها با درک کلیت این لایه‌های تنظیمی است که پزشکی می‌تواند درمان‌های واقعاً مؤثری را طراحی کند.

منبع: 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