«الرياضيات» ترتقي بعلم الأورام الدقيق إلى آفاق جديدة
استخدام «النمذجة الرياضية» في تطبيقات الأبحاث الطبية الحيوية
TT
TT
«الرياضيات» ترتقي بعلم الأورام الدقيق إلى آفاق جديدة
استخدام «النمذجة الرياضية» في تطبيقات الأبحاث الطبية الحيوية
لـ«النمذجة الرياضية» (mathematical modeling) كثير من التطبيقات في الأبحاث الطبية الحيوية، بما في ذلك الفهم الأفضل للفيزيولوجيا المرضية على المستوى الجزيئي والتنبؤ بنتائج العلاج.
وفي دراسة نُشرت في «نيتشر كومبيوتيشونال ساينس» (Nature Computational Science)، شرح الدكتور جي وي وانغ، بروفيسور البيولوجيا الحاسوبية في الطب بمستشفى «هيوستن ميثوديست»، الأثر الإيجابي للنمذجة الرياضية للعلاج المناعي للسرطان في الطب الشخصي. وناقشت الدراسة على وجه التحديد نمذجة العلاج المناعي للسرطان، وتطبيقاته وتحدياته.
ويُعد علم الأورام مجالاً سريع التطور في الطب الحديث، بسبب التقدم التكنولوجي في علم وظائف الأعضاء البشرية، وعلم التشريح، وعلم الأوبئة، والمجالات الأخرى ذات الصلة. وعلى الرغم من التقدم التكنولوجي والعلاجات المتقدمة المتاحة، لا يزال السرطان سبباً رئيسياً للوفاة على مستوى العالم، ومصدر عبء اقتصادياً هائلاً. ويرى الباحثون أنه يمكن للتعاون الفعال بين الأطباء وعلماء الأحياء المحوسب، أن يحد التطبيق المتقدم الصحيح في «النمذجة الرياضية» من عبء المرض على المستوى العالمي.
وتشمل العلاجات المناعية النموذجية للسرطان العلاج بمثبطات نقاط التفتيش المناعية، والعلاج بنقل الخلايا بالتبني، والتطعيم، والعلاج «السيتوكيني» الخارجي. كما يمكن استخدام العلاج المناعي للسرطان مع العلاجات التقليدية مثل العلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي. وتؤدي العلاجات المركبة عادة إلى نتائج علاجية أفضل مقارنة بالعلاجات الأحادية، إذ يجري استهداف مسارات رئيسية متعددة بشكل تآزري.
ويتوقع الدكتور وانغ أن تصبح استراتيجيات العلاج المناعي القائمة على الحساب (computation - based immunotherapy) جزءاً مهماً من الجيل التالي لعلاجات السرطان، من خلال تسهيل الترجمة السريرية للأدوية الجديدة وتحسين استراتيجيات العلاج الشخصية، لتحقيق أقصى قدر من النجاح العلاجي.
وفي الولايات المتحدة الأميركية، هنالك أكثر من 600 دواء لعلاج السرطان، بما فيها 30 عامل علاج مناعي على الأقل، معتمدة من قبل إدارة الغذاء والدواء الأميركية (FDA). ويشير هذا العدد إلى وجود عدد كبير من مجموعات الأدوية المحتملة ذات نتائج علاجية غير معروفة.
تجدر الإشارة إلى أن تطوير أدوية السرطان عملية مكلفة للغاية وتستغرق وقتاً طويلاً. لذا يمكن أن تكون العلاجات المركبة فعالة من حيث التكلفة، نظراً إلى أن كثيراً من الأدوية معتمدة مسبقاً من إدارة الغذاء والدواء. ولأنه لا يمكن اعتماد التجارب السريرية معياراً لتقييم العلاجات المركبة، يقول الدكتور وانغ: «قد تكون (النمذجة الرياضية) مع الذكاء الاصطناعي أمراً لا غنى عنه لتحديد مجموعات الأدوية المثالية بكفاءة وفاعلية، بالإضافة إلى التنبؤ الدقيق بنتائج العلاج».
ويوضح الدكتور وانغ أنه بالإضافة إلى التنبؤ بفاعلية مجموعات العلاج الشخصية، يمكن لدراسات الجرعات، التي يجري تنفيذها على الكومبيوتر أو عن طريق برامج محاكاة «السيليكو» (silico)، التنبؤ باستجابة المريض القصوى عند أقل جرعة أو تردد علاجي، ويمكنها حتى تقدير سمية الأدوية الجديدة قبل إجراء الاختبار على البشر.
ويختم الدكتور وانغ، إن «منصات النمذجة هذه لا توفّر أسساً قيمة لدراسة الآليات الكامنة وراء التوازن الدقيق بين نجاح العلاج وفشله فحسب، بل توفر أيضاً أدوات كمية لنقل عملية تحسين العلاج من الأساليب القائمة على التجربة والخطأ إلى تصميم هندسي».
يفترض الباحثون أن شبكة الذكاء الاصطناعي التي تم تدريبها على اكتشاف الحيوانات المتخفية يمكن إعادة توظيفها بشكل فعال للكشف عن أورام المخ من صور الرنين المغناطيسي.
وجدت دراسة أن استهلاك «أوميغا 3» و«أوميغا 6»، وهي الأحماض الدهنية التي توجد في الأطعمة النباتية والأسماك الزيتية، قد يؤثر على معدل خطر الإصابة بالسرطان.
ما أفضل مكملات غذائية لدعم صحة الدماغ؟https://aawsat.com/%D8%B5%D8%AD%D8%AA%D9%83/5084272-%D9%85%D8%A7-%D8%A3%D9%81%D8%B6%D9%84-%D9%85%D9%83%D9%85%D9%84%D8%A7%D8%AA-%D8%BA%D8%B0%D8%A7%D8%A6%D9%8A%D8%A9-%D9%84%D8%AF%D8%B9%D9%85-%D8%B5%D8%AD%D8%A9-%D8%A7%D9%84%D8%AF%D9%85%D8%A7%D8%BA%D8%9F
أكد موقع «هيلث» على أهمية الحفاظ على عقل سليم، لأنه يساعد على تعلُّم المعلومات والاحتفاظ بها واتخاذ القرارات وحل المشكلات والتركيز والتواصل عاطفياً مع الآخرين. وذكر أنه، مع التقدُّم في العمر، قد تصبح حالات، مثل الخرف أو مرض ألزهايمر، مصدر قلق أكبر، وهناك طرق لدعم صحة الدماغ، منها الحصول على قدر كافٍ من التمارين الرياضية والنوم والنظام الغذائي.
ولفت إلى بعض الأشخاص قد يلجأون للمكملات الغذائية لسد الفجوات الغذائية في نظامهم الغذائي وتعزيز صحتهم الإدراكية.
وفي حين يتم تسويق العديد من المكملات الغذائية لصحة الدماغ، حيث تلعب بعض العناصر الغذائية دوراً في الوظيفة الإدراكية، فإن الأدلة التي تدعم استخدام وفعالية المكملات الغذائية لصحة الدماغ لا تزال محدودة. وقدَّم الموقع مجموعة من المكملات الغذائية وصفها بأنها الأفضل لدعم صحة الدماغ:
1. أشواغاندا:
هي عشبة شائعة في الطب التقليدي قد تفيد في علاج العديد من الحالات المرتبطة بالدماغ، بما في ذلك القلق والأرق والتوتر والشيخوخة. ووجدت إحدى الدراسات التي أُجريَت على أشخاص تتراوح أعمارهم بين 65 و80 عاماً أن تناول 600 ملليغرام من أشواغاندا يومياً لمدة 12 أسبوعاً أدى إلى تحسين الصحة العامة وجودة النوم واليقظة العقلية مقارنة بأولئك الذين لم يتناولوها. ووفقاً للموقع، هناك حاجة إلى مزيد من البحث لفهم فوائد أشواغاندا للدماغ.
2. فيتامينات «ب»
فيتامينات مثل «ب6» (بيريدوكسين)، و«ب9» (حمض الفوليك)، و«ب12» (كوبالامين) هي فيتامينات أساسية تلعب دوراً في العديد من الوظائف في الجسم والدماغ. وتم ربط مشاكل الوظائف الإدراكية، مثل الذاكرة ومهارات التفكير العامة، بانخفاض مستويات فيتامين «ب»، خصوصاً فيتامين «ب12». ووجد الباحثون أيضاً علاقة بين مستويات فيتامين «ب» والخرف ومرض ألزهايمر، وخلصت إحدى الدراسات إلى أن انخفاض مستويات فيتامين «ب12»، وارتفاع مستويات فيتامين «ب9» مرتبطان بارتفاع خطر ضعف الإدراك. ومع ذلك، لم تجد دراسات أخرى نتائج مماثلة، ولم تتمكن من استنتاج أن مستويات فيتامين «ب» تؤثر على صحة الدماغ. وهناك حاجة إلى دراسات إضافية لفهم دور فيتامينات «ب» في صحة الدماغ. ويمكن تناول فيتامينات «ب»، من خلال النظام الغذائي أو المكملات الغذائية، والحد الأقصى الموصى به لفيتامين «ب6» 100 ملليغرام يومياً؛ بالنسبة لفيتامين «ب9»، الحد الأقصى هو 1000 ميكروغرام يومياً.
الدراسات السابقة قالت إن المكملات تدعم صحة الدماغ والقلب (رويترز)
3- الكافيين
منبه يوقظك ويعزز الطاقة، ويبدو أن تناوله يحسن القدرة الإدراكية واليقظة العقلية طوال اليوم، ولا يؤثر على الأداء العقلي أو الدقة، ومن المحتمل ألا تكون له فوائد طويلة الأمد لصحة الدماغ. ويمكن تناول الكافيين في المشروبات، مثل القهوة والشاي، ولكن الكافيين متوفر أيضاً في شكل مسحوق أو أقراص. وتتراوح الجرعات غالباً من 50 إلى 260 ملليغراماً يومياً وبالمقارنة، يوفر كوب واحد من القهوة عادة 95 إلى 200 ملليغرام من الكافيين.
4- الكولين
عنصر غذائي يساعد دماغك على إنتاج الأستيل كولين، وهو ناقل عصبي ضروري لإشارات الخلايا والذاكرة والمزاج والإدراك. وقامت إحدى الدراسات بتقييم تناول الكولين من خلال النظام الغذائي والمكملات الغذائية والوظيفة الإدراكية لدى الأشخاص الذين تزيد أعمارهم على 60 عاماً في الولايات المتحدة. ووجد الباحثون أن تناول 188 - 399 ملليغراماً من الكولين يومياً يقلل من خطر انخفاض الوظيفة الإدراكية بنحو 50 في المائة مقارنةً بتناول أقل من 188 ملليغراماً. وهناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لفهم العلاقة بين تناول الكولين والوظيفة الإدراكية. وتبلغ مستويات الكمية الكافية اليومية من الكولين لدى البالغين 550 ملليغراماً لدى الذكور والمرضعات، و425 ملليغراماً لدى الإناث، و450 ملليغراماً لدى الحوامل.
والحد الأقصى المسموح به للكولين لدى البالغين هو 3500 ملليغرام. ويوصى بهذه المستويات بناءً على خطر تلف الكبد وانخفاض ضغط الدم ورائحة الجسم السمكية التي تظهر مع مستويات تناول أعلى. ويحتوي البيض واللحوم والدجاج ومنتجات الألبان بشكل طبيعي على الكولين، وتتوفر أيضاً مكملات غذائية، تتراوح عادة من 10 إلى 250 ملليغراماً.
5- الكرياتين
هو حمض أميني يوجد بشكل طبيعي في أنسجة العضلات والدماغ، وهو مهم للطاقة والوظائف الخلوية. وغالباً ما يُستخدم الكرياتين كمكمل للمساعدة في بناء العضلات الهيكلية. تشير الأبحاث الحديثة إلى أنه قد يحسن أيضاً صحة الدماغ. ووجدت مراجعة للدراسات أن مكملات الكرياتين أثبتت أنها تعمل على تحسين الذاكرة والإدراك والاكتئاب، فضلاً عن وظائف الدماغ بعد الارتجاج أو الإصابة. هناك فائدة محدودة تُرى في الأمراض التي تؤثر على الدماغ، مثل مرض باركنسون أو التصلُّب المتعدد. والجرعة الأكثر استخداماً من الكرياتين في الدراسات هي 20 غراماً يومياً لمدة 5 - 7 أيام، تليها 2.25 - 10 غرام يومياً لمدة تصل إلى 16 أسبوعاً.
6- بيلوبا
مكمل شائع نشأ في الطب الصيني التقليدي، وقد وجدت دراسات أن مستخلص أوراق الجنكة قد يحسن الذاكرة والدماغ.
دماغ (رويترز)
7. المغنيسيوم
معدن أساسي موجود في الأطعمة والمكملات الغذائية، ويلعب دوراً في صحة الدماغ، ويساعد في نقل الإشارات عبر الأعصاب والدماغ. وتشير بعض الأدلة إلى أن انخفاض مستويات المغنيسيوم يرتبط بالتهاب الدماغ وارتفاع خطر الإصابة بضعف الإدراك والأمراض العصبية. وهناك تقارير متضاربة حول ما إذا كان تناول المغنيسيوم بشكل أكبر لدى الأشخاص الذين تبلغ أعمارهم 60 عاماً أو أكثر مرتبطاً بتحسين الوظيفة الإدراكية. وهناك حاجة إلى مزيد من البحث لفهم كيف يمكن للمغنيسيوم أن يفيد صحة الدماغ. ويمكن العثور على المغنيسيوم بشكل طبيعي في الأطعمة، مثل الخضراوات الورقية الخضراء والحبوب الكاملة والمكملات الغذائية متوفرة أيضاً. وتتراوح الكمية اليومية الموصى بها من المغنيسيوم للبالغين من 310 إلى 420 ملليغراماً بناءً على العمر والجنس وما إذا كنت حاملاً أو مرضعة، والحد الأقصى لمكملات المغنيسيوم للبالغين هو 350 ملليغراماً.
النظام الغذائي المتوازن هو الأفضل لصحة الدماغ (أ.ف.ب)
8. أحماض «أوميغا 3» الدهنية
تلعب أحماض «أوميغا 3» الدهنية دوراً في العديد من وظائف الجسم التي تدعم صحة الدماغ، فعلى سبيل المثال، تساعد الأحماض الدهنية في بناء الخلايا ولها خصائص مضادة للالتهابات ومضادات الأكسدة.
وتشير الدراسات إلى أن دمج أحماض «أوميغا 3» الدهنية في نظامك الغذائي أو روتين المكملات الغذائية قد يساعد في صحة الدماغ، بما في ذلك الحالة المزاجية والذاكرة. وارتبطت الأنظمة الغذائية الغنية بأحماض «أوميغا 3» الدهنية بانخفاض خطر الإصابة بالخرف وضعف الإدراك. وتحتوي الأسماك الدهنية (مثل السلمون) وفول الصويا والمكسرات على أحماض «أوميغا 3» الدهنية، ويتوفر أيضاً مكملاً غذائياً، وغالباً ما يكون في شكل كبسولات.
9- البروبيوتيك والبريبايوتيك
يتواصل الجهاز الهضمي والدماغ لمراقبة وظائف الجسم، بما في ذلك الجوع وحركة محتويات الطعام عبر الجهاز الهضمي. يعتقد الباحثون أن الأمعاء الصحية تساعد في تعزيز وظائف المخ الصحية.
تساعد البروبيوتيك والبريبايوتيك في تنظيم محور الأمعاء والدماغ عن طريق تقليل الالتهاب وزيادة كمية البكتيريا المفيدة في الجسم.
قد تمنع البروبيوتيك والبريبايوتيك المشكلات المعرفية الخفيفة أو تعكسها. ووجدت العديد من الدراسات أن كلا المكملين يمكن أن يحسن الوظيفة الإدراكية والمزاج. وتحدث هذه النتائج بشكل أقل شيوعاً لدى كبار السن الأصحاء والنشطين جسدياً والأفراد الأصغر سناً الذين لا يعانون من حالات صحية.
10- الثيانين
حمض أميني طبيعي موجود في الشاي قد يحسِّن الأداء العقلي، خصوصاً عند دمجه مع الكافيين، ويحتوي الشاي الأخضر بشكل طبيعي على الثيانين والكافيين. ووجدت دراسة أن جرعة واحدة من الثيانين بمقدار 100 ملليغرام تعمل على تحسين الانتباه ومع ذلك، عندما تم إعطاء المشاركين 200 ملليغرام من الثيانين يومياً لمدة أربعة أسابيع، لم يُلاحظ أي تحسن في الذاكرة أو سرعة الحركة أو اتخاذ القرار أو المهارات اللفظية. وتأثيرات الثيانين على التدهور المعرفي المرتبط بالعمر والانتباه ومرض ألزهايمر ليست واضحة، وهناك حاجة إلى مزيد من الدراسات. وجد بعض الباحثين أن تناول الثيانين والكافيين معاً يحسن اليقظة والدقة، ولكنه لا يحسِّن وقت رد الفعل. ومن غير الواضح ما إذا كان الثيانين أو الكافيين يسبِّب هذا التحسن. ويعتبر الثيانين آمناً بجرعات تصل إلى 900 ملليغرام يومياً لمدة 8 أسابيع، يمكن العثور عليه في الشاي أو الأقراص أو المسحوق.
11- فيتامين «د»
هو فيتامين أساسي مهم لصحة العظام والعضلات والأعصاب، وقد يلعب أيضاً دوراً كبيراً في صحة الدماغ. وربطت العديد من الدراسات بين انخفاض مستويات فيتامين «د» وارتفاع خطر الإصابة بالتدهور المعرفي والخرف. وقامت إحدى الدراسات بتقييم مستويات فيتامين «د» في أدمغة الأشخاص بعد وفاتهم. وارتبطت المستويات الأعلى في الدماغ بانخفاض احتمالات الإصابة بالخرف أو ضعف الإدراك بنسبة 25 – 33 في المائة. وخلص الباحثون إلى أن تركيزات فيتامين «د» الأعلى في الدماغ كانت مرتبطة بصحة الدماغ والوظيفة الإدراكية الأفضل. ويمكنك الحصول على فيتامين «د» من التعرض المباشر لأشعة الشمس أو من خلال بعض الأطعمة، مثل الأسماك الدهنية، مثل السلمون والفطر والحليب. وللحصول على تناول فيتامين «د» بشكل ثابت، يمكنك تناول كبسولة أو مسحوق أو مكمل سائل. والجرعة اليومية الموصى بها من فيتامين «د» هي 15 ميكروغراماً، للأشخاص الذين تتراوح أعمارهم بين 1 و70 عاماً، بما في ذلك الأشخاص الحوامل أو المرضعات. ويجب أن يحصل الأشخاص فوق سن 70 عاماً على 20 ميكروغراماً.
