نظام ذكاء اصطناعي للتنبؤ بالإصابة بالسكري من النوع الأول

بتحليل الارتباطات الجينية وتفاعلاتها

نظام ذكاء اصطناعي للتنبؤ بالإصابة بالسكري من النوع الأول
TT

نظام ذكاء اصطناعي للتنبؤ بالإصابة بالسكري من النوع الأول

نظام ذكاء اصطناعي للتنبؤ بالإصابة بالسكري من النوع الأول

كشفت دراسة حديثة، لباحثين من جامعة كاليفورنيا في الولايات المتحدة، عن تطوير نموذج لتعليم الآلة machine learning يُسمى T1GRS، قادر على التنبؤ بدقة بخطر الإصابة بالنوع الأول من مرض السكري من خلال تحليل التفاعلات المعقدة بين الكثير من الجينات المختلفة.

نظام رصد مبكر للمرض

وتظهر الدراسة أن هذه الآلة قادرة على رصد وتحديد الأطفال والبالغين المعرَّضين لخطر الإصابة في وقت مبكر جداً أفضل من الطرق الحالية؛ ما يسهِم في الوقاية من المضاعفات التي يمكن حدوثها في حالة تطور المرض بشكل كامل. ونُشرت هذه الدراسة في 30 أبريل (نيسان) الماضي في مجلة «نتشر-علوم الجينات» Nature Genetics.

ويعمل الجهاز المناعي في الأشخاص المصابين بداء السكري من النوع الأول، على تعطيل قدرة الجسم على إنتاج هرمون الإنسولين، المسؤول عن تنظيم مستوى السكر في الدم، وتزويد الخلايا بالغلوكوز لإنتاج الطاقة؛ لذا فإنهم يعتمدون على مصادر خارجية لهذا الهرمون طوال حياتهم. وحتى الآن لا يزال التنبؤ بحدوث المرض بالغ الصعوبة؛ ولذلك تُعدّ القدرة على التنبؤ بالإصابة نوعاً من الوقاية.

تحليل البيانات الجينية

حلل الباحثون، بيانات جينية لأكثر من 20 ألف شخص من أصول أوروبية مصابين بمرض السكري من النوع الأول، ونحو 800 ألف شخص غير مصابين بالمرض. ورصدوا المتغيرات الجينية المرتبطة بالمرض، ووجدوا متغيرات واضحة تزيد من خطر الإصابة في الكثير من مواقع الجينات على الكروموسومات، ومنها مواقع جديدة لم يسبق ربطها بالمرض من قبل، وهي مواقع مسؤولة عن تنظيم الجينات، ووظائف الجهاز المناعي، والتحكم في مستوى السكر في الدم.

حدد الفريق، متغيرات جينية محددة على كروموسوم معين، وهذه المتغيرات تحتوي على ارتباط جيني وثيق بالنوع الأول من المرض، وأيضاً كشفوا عن وجود متغيرات جينية تؤثر على وظائف الجهاز المناعي.

وهذه التغيرات الجينية، أشبه بمجموعة من الشفرات المتوارثة، توجد بكثرة لدى الأفراد المصابين بالنوع الأول من المرض، وقال العلماء إن وجود هذه المجموعة لا يعني بالضرورة حتمية الإصابة بالسكري، ولكن عدم وجودها يعني انخفاض احتمالية الإصابة به بشكل كبير.

دراسة 200 جين

وتدرس الآلة التي طوَّرها الباحثون، التغيرات الجينية لما يقرب من 200 جين، وتحسب احتمالية إصابة الشخص بالمرض تبعاً لهذه التغيرات الجينية بدقة كبيرة. ونجحت الآلة في تحديد الأشخاص الأكثر عرضة للإصابة، وعند مراجعة النتائج ثبت بالفعل أن هؤلاء الأشخاص لديهم تاريخ مرضي قوي.

أظهرت النتائج، أن الآلة نجحت أيضاً في تحديد الأفراد المصابين بمرض السكري، ولكن ليس لديهم عوامل جينية عالية الخطورة، بمعدل أعلى بكثير من طرق التشخيص العادية.

4 أنواع فرعية للسكري من النوع الأول

وساعد تحليل الصفات الجينية في تصنيف الأفراد المصابين بالنوع الأول إلى أربعة أنواع فرعية، لكل منها خصائص سريرية ونتائج فريدة.

* المجموعة الأولى، تتميز بشكل أساسي بوجود متغيرات جينية معروفة عالية الخطورة للإصابة بالمرض، وفي الأغلب يصاب هؤلاء الأفراد بالمرض في سن مبكرة من الطفولة/ كما وفي الأغلب تكون الأعراض أكثر حدة.

* المجموعة الثانية تتميز بوجود تغيرات جينية أقل، حيث يبدأ ظهور المرض في وقت متأخر نسبياً من العمر، وفي الأغلب تكون الأعراض متوسطة الحدّة.

* المجموعة الثالثة، تتميز بوجود تغيرات جينية تؤثر على الاستجابة المناعية، وفي الأغلب يحدث المرض في هؤلاء الأفراد في سن متوسطة بعد مرحلة الطفولة.

* المجموعة الرابعة، تتميز بتغيرات جينية تؤثر على خلايا البنكرياس، بما في ذلك الخلايا التي تفرز الإنسولين، وعلى الرغم من ظهور المرض في سن متأخرة، فإن أفراد هذه المجموعة يواجهون أعلى معدلات المضاعفات.


مقالات ذات صلة

«ServiceNow» لـ«الشرق الأوسط»: «عصر المساعد الذكي أصبح وراءنا بشكل كبير»

خاص يعيد هذا التحول تعريف الإنتاجية من عدد المهام المنجزة إلى جودة المخرجات وسرعة القرار ومعدل التصعيد ودور الإنسان في الحكم

«ServiceNow» لـ«الشرق الأوسط»: «عصر المساعد الذكي أصبح وراءنا بشكل كبير»

ينتقل الذكاء الاصطناعي المؤسسي من المساعدة إلى التنفيذ؛ ما يعيد تعريف الإنتاجية والحوكمة والعمل المعرفي داخل المؤسسات وعلى نطاق أوسع.

نسيم رمضان (لندن)
علوم حين يصبح التشخيص رفيقك الدائم

العين «مرآة الدماغ الصامتة» تكشف عن الأمراض مبكراً

أصبحت مصدراً غنياً بالبيانات قد يكشف المستقبل الصحي للإنسان

د. عميد خالد عبد الحميد (الرياض)
تكنولوجيا العديد من الأشخاص عانوا من أوهام بعد استخدام الذكاء الاصطناعي (رويترز) p-circle

من علاج السرطان إلى تهديدات القتل... قصص أشخاص عانوا «الوهم» بعد محادثات مع الذكاء الاصطناعي

كانت الساعة تقارب الثالثة فجراً، وكان آدم هوريكان جالساً على طاولة مطبخه، وأمامه سكين ومطرقة وهاتف. وكان ينتظر سيارة مليئة بأشخاص ظنّ أنهم قادمون لأخذه.

«الشرق الأوسط» (لندن)
الاقتصاد مدينة «أوكساغون» شمال السعودية (نيوم)

السعودية الثانية عالمياً في جاذبية مراكز البيانات بعد الولايات المتحدة

حلَّت السعودية في المرتبة الثانية عالمياً بعد الولايات المتحدة، ضمن أكثر الأسواق جذباً لمراكز البيانات، في إشارة إلى تسارع مكانتها في مجالات الذكاء الاصطناعي.

«الشرق الأوسط» (الرياض)
صحتك يؤدي ضيق الصمام الأورطي إلى الوفاة إذا ترك دون علاج (بيكساباي)

الذكاء الاصطناعي يحسن فرص ذوي البشرة الداكنة في اكتشاف مرض بالقلب

خلص باحثون إلى أن جهازاً يثبت على الأصابع مزودا بخوارزمية ذكاء اصطناعي يمكنه الكشف بدقة عن حالات ضيق الصمام الأورطي من المستوى المتوسط إلى الشديد.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)

دراسة: الرياضة للنساء بعد استئصال الثدي تسرع من التعافي

سيدة تقوم ببعض التمارين الرياضية (رويترز)
سيدة تقوم ببعض التمارين الرياضية (رويترز)
TT

دراسة: الرياضة للنساء بعد استئصال الثدي تسرع من التعافي

سيدة تقوم ببعض التمارين الرياضية (رويترز)
سيدة تقوم ببعض التمارين الرياضية (رويترز)

عادة ما ينصح الأطباء النساء اللاتي أجريت لهن جراحات لاستئصال الثدي، بالركون إلى الراحة وتقليل المجهود قدر المستطاع، لكنّ دراسة حديثة وجدت أن ممارسة التدريبات الرياضية قد تكون مفيدة لمساعدة هؤلاء النساء في سرعة التعافي.

يقول الطبيب كولين تشامب من مركز «أليجيني للدراسات الطبية» بولاية بنسلفانيا الأميركية، إن الضوابط التقليدية عادة ما تحذر النساء اللاتي أجريت لهن جراحات كبيرة لاستئصال الثدي أو الغدد الليمفاوية الإبطية، من ممارسة الرياضة، وتضع قيوداً على الأوزان التي يسمح لهن بحملها في صالات الألعاب الرياضية، وفقاً لما ذكرته «وكالة الأنباء الألمانية».

ولكن الدراسة الجديدة، التي طرحت خلال مؤتمر الجمعية الأميركية لجراحي الثدي بمدينة سياتل الأميركية، توصلت إلى أن هذه الضوابط ربما تتسم بالإفراط في توخي الحذر. وشملت الدراسة 200 مريضة سرطان أجريت لهن جراحات لاستئصال الثدي، وخضعن لبرنامج تدريبي مكثف على مدار 3 أشهر.

ووجدت الدراسة أن جميع المشاركات في التجربة نجحن في استعادة القوة العضلية والقدرة الحركية مع التوازن والكتل العضلية بشكل أسرع، كما استطعن العودة لممارسة حياتهن بشكل طبيعي؛ بل إن كثيراً من المتطوعات كان بمقدورهن رفع أوزان تصل إلى مائة رطل في غضون أسابيع، وإن حجم الأوزان ارتفع إلى 200 رطل مع نهاية البرنامج التدريبي.

وقال تشامب: «نعتقد أنه يتم التقليل من قيمة التدريبات الرياضية المكثفة فيما يتعلق بزيادة قدرة مريضات السرطان اللاتي أجريت لهن جراحات لاستئصال الثدي على التعافي والأداء بشكل جيد في الحياة اليومية». وأضاف في تصريحات للموقع الإلكتروني «هيلث داي» المتخصص في الأبحاث الطبية: «يرى الباحثون ضرورة أن تكون التدريبات الرياضية جزءاً من المكونات الرئيسية في برامج تعافي مريضات السرطان اللاتي أجريت لهن جراحات لاستئصال الثدي، بل وجزء من المعايير القياسية في برامج الرعاية الصحية».


عصير التوت البري يعزز علاج التهابات المسالك البولية

عصير التوت البري يساعد في الوقاية من التهابات المسالك البولية (مستشفى كليفلاند كلينك)
عصير التوت البري يساعد في الوقاية من التهابات المسالك البولية (مستشفى كليفلاند كلينك)
TT

عصير التوت البري يعزز علاج التهابات المسالك البولية

عصير التوت البري يساعد في الوقاية من التهابات المسالك البولية (مستشفى كليفلاند كلينك)
عصير التوت البري يساعد في الوقاية من التهابات المسالك البولية (مستشفى كليفلاند كلينك)

توصلت دراسة كندية حديثة إلى نتائج واعدة تشير إلى أن عصير التوت البري قد يسهم في تعزيز فاعلية بعض المضادات الحيوية المستخدمة في علاج التهابات المسالك البولية.

وأوضح باحثون من المعهد الوطني للبحث العلمي في مونتريال أن الاستخدام التقليدي لعصير التوت البري في الوقاية من التهابات المسالك البولية قد يمتد أيضاً إلى دعم فاعلية العلاج الدوائي نفسه، ونُشرت النتائج، الاثنين، بدورية «Applied and Environmental Microbiology».

وتُعد التهابات المسالك البولية من أكثر أنواع العدوى انتشاراً عالمياً؛ إذ يُصاب بها أكثر من 400 مليون شخص سنوياً، فيما تشير تقديرات وبائية إلى أن أكثر من نصف النساء قد يُصبن بها مرة واحدة على الأقل خلال حياتهن.

وغالباً ما تنتج هذه الالتهابات عن بكتيريا الإشريكية القولونية التي تنتقل إلى الجهاز البولي وتتكاثر فيه، مسببة أعراضاً مثل الحرقة أثناء التبول، وكثرة الحاجة إلى التبول، وألم أسفل البطن. وفي العادة تُعالج هذه الحالات بالمضادات الحيوية مثل «فوسفوميسين»، إلا أن تزايد مقاومة البكتيريا لهذه الأدوية بات يمثل تحدياً طبياً متنامياً، ما يدفع الباحثين إلى البحث عن طرق جديدة لتعزيز فاعلية العلاج والحد من تكرار العدوى.

وأجرى باحثون تجارب مخبرية على سلالات ممرِضة من البكتيريا، حيث عُرضت لعصير التوت البري بالتزامن مع المضاد الحيوي. وأظهرت النتائج أن العصير عزز فاعلية الدواء في نحو 72 في المائة من السلالات المختبرة، كما ساهم في تقليل ظهور طفرات جينية مرتبطة بمقاومة المضادات الحيوية.

ويُعتقد منذ سنوات أن عصير التوت البري يساعد في الوقاية من التهابات المسالك البولية، وكان يُفسَّر ذلك سابقاً بارتفاع حموضته، إلا أن أبحاثاً أحدث أشارت إلى أن بعض مركباته قد تمنع البكتيريا من الالتصاق بالخلايا المبطنة للمسالك البولية، مما يخفض قدرتها على إحداث العدوى.

وتضيف الدراسة الجديدة آلية محتملة أخرى؛ إذ تشير إلى أن مركبات في عصير التوت البري قد تحفّز البكتيريا على زيادة امتصاص بعض السكريات عبر قنوات خاصة، وهي القنوات نفسها التي يستخدمها المضاد الحيوي للدخول إلى الخلية، ونتيجة لذلك، يزداد تركيز الدواء داخل البكتيريا، ما يعزز قدرته على القضاء عليها.

ورغم هذه النتائج المشجعة، شدد الفريق على أن الدراسة لا تزال في مراحلها الأولية؛ إذ أُجريت على بكتيريا مزروعة في المختبر، دون وجود دليل حتى الآن على أن شرب عصير التوت البري يحقق التأثير نفسه داخل جسم الإنسان، ما يستدعي إجراء مزيد من الدراسات السريرية.

ويأتي هذا البحث ضمن جهود متزايدة لاستكشاف المركبات الطبيعية بوصفها وسيلة لدعم فاعلية المضادات الحيوية الحالية، خصوصاً في ظل التحدي المتصاعد لمقاومة البكتيريا متعددة الأدوية. ويؤكد الباحثون أن تطوير مواد مساعدة تعزز كفاءة المضادات الحيوية قد يمثل نهجاً واعداً؛ لأنه لا يعتمد على ابتكار أدوية جديدة بالكامل، بل على تحسين فاعلية العلاجات المتاحة بالفعل.


دواء جديد يمنح أملاً في الوقاية من سرطان الثدي

سرطان الثدي أحد أكثر أنواع السرطان شيوعاً بين النساء (معهد كارولينسكا السويدي)
سرطان الثدي أحد أكثر أنواع السرطان شيوعاً بين النساء (معهد كارولينسكا السويدي)
TT

دواء جديد يمنح أملاً في الوقاية من سرطان الثدي

سرطان الثدي أحد أكثر أنواع السرطان شيوعاً بين النساء (معهد كارولينسكا السويدي)
سرطان الثدي أحد أكثر أنواع السرطان شيوعاً بين النساء (معهد كارولينسكا السويدي)

أظهرت دراسة أجراها باحثون في معهد كارولينسكا السويدي، أن استخدام جرعات منخفضة من الدواء التجريبي «إندوكسيـفين» (Endoxifen) قد يمهّد الطريق لتطوير علاج وقائي أكثر أماناً وفاعلية للحد من خطر الإصابة بسرطان الثدي.

وأوضح الباحثون في الدراسة المنشورة، الاثنين، بدورية (JNCI Journal of the National Cancer Institute) أن هذه النتائج تمثل خطوة واعدة نحو تطوير خيارات وقائية أفضل للنساء الأكثر عرضة للإصابة بالمرض.

ويُعد سرطان الثدي أحد أكثر أنواع السرطان شيوعاً بين النساء، وينشأ عندما تبدأ خلايا غير طبيعية في النمو والتكاثر بشكل غير منضبط داخل أنسجة الثدي، وقد تتكوّن على شكل أورام حميدة أو خبيثة. وترتبط عوامل الخطر بمجموعة عناصر، من بينها التقدم في العمر، والعوامل الوراثية، والتغيرات الهرمونية، ونمط الحياة. ويُعد الكشف المبكر عبر الفحص الدوري والتصوير الشعاعي للثدي من أهم الوسائل التي ترفع فرص العلاج الناجح وتقلل معدلات الوفاة، إلى جانب التطور المستمر في العلاجات. وأُجريت الدراسة بهدف استكشاف إمكانية استخدام «إندوكسيفين» بجرعات منخفضة ليكون بديلاً أكثر أماناً للعلاج التقليدي «تاموكسيفين» في خفض كثافة أنسجة الثدي، وهي أحد العوامل المرتبطة بزيادة خطر الإصابة بسرطان الثدي.

ويُستخدم «تاموكسيفين» منذ أكثر من 40 عاماً في الحد من خطر عودة سرطان الثدي لدى المريضات، كما يُعتمد عليه في الوقاية لدى النساء الأكثر عرضة للإصابة، إلا أن استخدامه يرتبط بآثار جانبية مزعجة، مثل أعراض شبيهة بسن اليأس مثل الهبات الساخنة، ما يؤدي في كثير من الحالات إلى توقف بعض المريضات عن استكمال العلاج.

أما «إندوكسيفين» فهو المركب النشط الرئيسي الذي يتحول إليه «تاموكسيفين» داخل الجسم. وهدفت الدراسة إلى اختبار ما إذا كان إعطاؤه مباشرة في صورة أقراص يمكن أن يحقق التأثير العلاجي نفسه بطريقة أكثر اتساقاً، مع تقليل الآثار الجانبية، وتحسين التحمل لدى المريضات.

وشملت الدراسة 240 امرأة سليمة قبل انقطاع الطمث، جرى توزيعهن عشوائياً لتلقي علاج وهمي أو جرعات يومية من «إندوكسيـفين» بواقع 1 ملغ أو 2 ملغ لمدة 6 أشهر. وتم قياس كثافة أنسجة الثدي باستخدام التصوير الشعاعي، حيث تُعد الكثافة المرتفعة مؤشراً يرتبط بزيادة خطر الإصابة بسرطان الثدي.

وأظهرت النتائج أن جرعة 1 ملغ من «إندوكسيـفين» خفضت كثافة الثدي بنسبة 19 في المائة في المتوسط، بينما خفضت جرعة 2 ملغ الكثافة بنسبة 26 في المائة. وبالمقارنة، خفّض «تاموكسيفين» بجرعة 20 ملغ الكثافة بنحو 18.5 في المائة، ما يشير إلى أن تأثير الجرعات المنخفضة من «إندوكسيـفين» كان مماثلاً أو أقوى بقليل من العلاج التقليدي.

وفيما يتعلق بالآثار الجانبية، أفادت النتائج بأن المشاركات اللاتي تلقين جرعة 2 ملغ عانين من زيادة في أعراض مثل الهبات الساخنة والتعرق الليلي مقارنة بجرعة 1 ملغ، في حين أظهرت مجموعة 1 ملغ ملف أمان قريباً من الدواء الوهمي من حيث الآثار الجانبية الخطيرة.

وخلص الباحثون إلى أن الجرعات المنخفضة من «إندوكسيـفين» قد تكون كافية لتحقيق التأثير المطلوب على كثافة الثدي مع تحسين القدرة على تحمّل العلاج.