طور علماء في جامعة ميشيغان نموذجًا رقميًا مبتكرًا يعتمد على التعلّم الآلي لرسم خريطة تفصيلية للنشاط الأيضي داخل أورام الدماغ لدى مرضى الغليوما، وهو ما يمثل تقدمًا كبيرًا في فهم هذه الأورام واستهدافها. يتيح هذا النموذج الجديد للأطباء تقييم فعالية العلاجات المختلفة، بما في ذلك التغييرات الغذائية والأدوية، قبل تطبيقها على المرضى، مما قد يؤدي إلى تحسين نتائج العلاج بشكل ملحوظ.
يأتي هذا الإنجاز في ظل تزايد الجهود العالمية لتطوير علاجات أكثر فعالية وشخصية لأورام الدماغ، والتي لا تزال تمثل تحديًا كبيرًا في مجال الرعاية الصحية. النموذج الجديد يركز بشكل خاص على الغليوما، وهو نوع شائع من أورام الدماغ الخبيثة.
رسم خرائط النشاط الأيضي في أورام الدماغ بدقة غير مسبوقة
يعتمد النموذج على تحليل بيانات متنوعة من المرضى، بما في ذلك عينات الدم، والتحاليل الأيضية لأنسجة الورم، والملفات الجينية. يستخدم الباحثون شبكة عصبية تلافيفية مدربة على بيانات بيولوجية افتراضية، ثم يتم التحقق من دقتها باستخدام بيانات حقيقية من المرضى.
أظهرت النتائج، التي نُشرت في مجلة Cell Metabolism، أن النموذج قادر على التنبؤ بدقة بالنشاط الأيضي داخل الورم. وقد تم تأكيد هذه الدقة من خلال تجارب على الفئران، حيث أظهر النموذج قدرته على تحديد الاستجابات المختلفة للعلاجات الغذائية والدوائية.
تجارب بشرية وحيوانية تدعم النتائج
أكدت التجارب أن النظام الغذائي كان فعالًا في إبطاء نمو الورم فقط لدى الحيوانات التي حددها النموذج كمرشحين مناسبين. هذا يشير إلى أن النموذج يمكن أن يساعد في تحديد المرضى الذين من المرجح أن يستفيدوا من تغييرات غذائية معينة كجزء من خطة العلاج الخاصة بهم.
بالإضافة إلى ذلك، تنبأ النموذج بدقة باستجابة الأورام لدواء “مايكوفينولات موفيتيل”، وهو دواء يستخدم لعلاج بعض أنواع السرطان. وكشف النموذج أن بعض الأورام يمكن أن تتجاوز تأثير الدواء من خلال آليات بديلة، وهو ما تم تأكيده أيضًا في التجارب الحيوانية.
نحو علاج شخصي لأورام الدماغ
يقول الدكتور دييباك ناغرات، أستاذ الهندسة الطبية الحيوية في جامعة ميشيغان، إن القياسات الأيضية التقليدية أثناء الجراحة لا تقدم صورة كاملة عن سلوك الورم مع مرور الوقت. لكن من خلال دمج هذه البيانات المحدودة في نموذج يعتمد على مبادئ البيولوجيا والكيمياء والفيزياء، تمكنوا من التغلب على هذا القيد.
ويرى الدكتور دانيال واهل، أستاذ الأورام الإشعاعية، أن هذه القدرة على قياس الأيض داخل الورم تفتح الباب أمام اختيار العلاجات الأيضية الأنسب لكل مريض. وهذا يمثل خطوة مهمة نحو تحقيق هدف العلاج الشخصي، حيث يتم تصميم العلاج خصيصًا لتلبية الاحتياجات الفريدة لكل مريض.
ويضيف الدكتور وجيه الحلو، أستاذ مساعد في جراحة الأعصاب، أن الأداة الجديدة قد تساعد في تجنب إعطاء المرضى علاجات لن تكون فعالة بسبب مقاومة الورم المسبقة لها. وهذا يمكن أن يوفر على المرضى الوقت والمال والآثار الجانبية غير الضرورية.
من جانبه، يرى الدكتور كوستاس ليسوتيوس، أستاذ الأورام، أنهم يقتربون من تحقيق رعاية سرطانية شخصية حقيقية. من خلال محاكاة العلاجات افتراضيًا، يمكنهم تجنب التجارب غير الضرورية والتركيز فقط على العلاجات التي من المرجح أن تنجح. هذا النهج يمكن أن يحسن بشكل كبير من جودة حياة المرضى.
تعتبر هذه التطورات واعدة في مجال علاج السرطان، وخاصة أورام الدماغ. من المتوقع أن يستمر الباحثون في تطوير هذا النموذج وتحسين دقته، بهدف جعله أداة قيّمة للأطباء في جميع أنحاء العالم. الخطوة التالية تتضمن توسيع نطاق الدراسة لتشمل عددًا أكبر من المرضى، بالإضافة إلى استكشاف إمكانية استخدام النموذج للتنبؤ باستجابة الأورام لأنواع أخرى من العلاجات. سيراقب الباحثون أيضًا التطورات في مجال التشخيص الجزيئي، والتي قد تساعد في تحسين دقة النموذج بشكل أكبر.