تطورات جديدة في العلاج الجيني لأمراض العظام النادرة

للقضاء على «مرض العظام اللينة»

تطورات جديدة في العلاج الجيني لأمراض العظام النادرة
TT
20

تطورات جديدة في العلاج الجيني لأمراض العظام النادرة

تطورات جديدة في العلاج الجيني لأمراض العظام النادرة

يسعى العلماء إلى تطوير علاج جيني يمكن أن يوفر دواءً مدى الحياة بحقنة واحدة لأحد أمراض العظام النادرة، وهو مرض نقص الفوسفاتاز الذي يتطلب حقناً متكررة، وذلك بتوظيف فيروس مُعدل جينياً لتوصيل جين يمكّن الجسم من إنتاج الإنزيم المفقود، مما يصحح تشوهات العظام والأسنان.وعلى مدى العقد الماضي كان العلاج الوحيد الفعال لنقص الفوسفاتاز هو العلاج بالإنزيم البديل (أسفوتاز ألفا) الذي يتطلب من المرضى تلقي الحقن من ثلاث إلى ست مرات في الأسبوع. وعلى الرغم من أن هذا العلاج كان منقذاً للحياة فإنه لا يزال يتطلب تدخلاً جراحياً، مما يدفع بعض المرضى إلى التوقف عن العلاج بسبب الآثار السلبية.

مرض العظام اللينة

يطلق على مرض نقص الفوسفاتاز (HPP)، أيضاً اسم «مرض العظام اللينة» Osteomalacia، وهو اضطراب أيضيّ نادر وراثيّ يحدث بسبب طفرات في جين ALPL، مما يؤدي إلى نقص نشاط إنزيم الفوسفاتاز القلوي غير النوعي للأنسجة Tissue-nonspecific alkaline phosphatase (TNAP). ويؤدي كل هذا إلى ضعف تمعدن العظام والأسنان بسبب تراكم ركائز مثل البايروفوسفات غير العضوي، مما يسبب أعراضاً تتراوح بين التشوهات الهيكلية المهدِّدة للحياة عند الرضع وفقدان الأسنان والكسور وهشاشة العظام عند البالغين.ويتضمن التشخيص رصد انخفاض مستويات الفوسفاتاز القلوي في الدم والاختبارات الجينية. ويتلقى المرضى في الوقت الحاضر حقناً من عقار «أسفوتاز ألفا»، asfotase alfa، وهو علاج معتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية جرى تطويره بناءً على عقود من الأبحاث حول إنزيم الفوسفاتاز القلوي غير النوعي للأنسجة.

فيروس معدَّل لحمل الجين

كانت دراسة حديثة نُشرت في مجلة «Journal of Bone and Mineral Research» في 12 يناير(كانون ثاني) 2025 بقيادة خوسيه لويس ميلان من برنامج علم الوراثة البشرية معهد «سانفورد بيرنهام بريبيس» للعلاج الجيني في كاليفورنيا في الولايات المتحدة وفريقه، قد جاءت بأدلة إضافية تدعم أمان وفاعلية نهج العلاج الجيني لنقص الفوسفاتاز.وركزت الدراسة على فيروس AAV8، وهو فيروس مُعدل لتوصيل جين يمكّن الجسم من إنتاج الإنزيم المفقود، مما يصحح تشوهات العظام والأسنان. وشملت الدراسة جرعات مختلفة في اختبارات على الفئران الذكور والإناث، ودراسات حول الأشكال المبكرة والمتأخرة من نقص الفوسفاتاز.

جرعة علاجية جينية

وأظهرت النتائج أن جرعة محسّنة من العلاج يمكن أن تعالج نقص الفوسفاتاز بفاعلية دون التسبب في آثار جانبية مثل التكلسات المنتشرة في الأنسجة اللينة. ومن المثير للاهتمام أن العلاج كان أكثر فاعلية في الفئران الإناث المصابات بنقص الفوسفاتاز المتأخر، إذ تطلب جرعات أقل لتحقيق نفس التحسن الملحوظ في الذكور.كما فحص الفريق موقع نشاط الإنزيم بعد العلاج. وكان أعلى نشاط إنزيمي عند موقع الحقن في عضلات الأطراف في الفئران الإناث بينما في الذكور كان النشاط متركزاً في الكبد. وعلى الرغم من ملاحظة هذا الاختلاف في الفئران، يعتقد الباحثون أنه لن يحدث في البشر أو الرئيسيات غير البشرية.ومع وجود دليل قوي على الفاعلية قبل السريرية، فإن الخطوة التالية هي الانتقال بالفيروس المعدل جينياً إلى التجارب السريرية. وقال ميّان: «لدينا الآن مرضى سيعيشون حياة طويلة بفضل العلاج ببدائل الإنزيم ولكن الإنزيم المفقود يُعبَّر عنه أيضاً في أعضاء أخرى مثل الدماغ والكبد والكلى والجهاز المناعي. لذا سيركز بحثنا المستقبلي على فهم المضاعفات طويلة المدى وضمان حصول المرضى على علاج شامل يتجاوز مجرد تمعدن الهيكل العظمي».

تطوير علمي مرموق

وقد أثنى مؤلفو دراسة حديثة أخرى من النمسا نُشرت في مجلة «Journal of Bone and Mineral Research» في 2 فبراير(شباط) 2025 بواسطة أماديو دي أوليفيرا وزميليه: ولفغانغ هوغلر، من قسم طب الأطفال والمراهقين بجامعة «يوهانس كيبلر لينز» في النمسا، ولوثار سيفريد، من وحدة علم العظام والتجارب السريرية بجامعة فورتسبورغ في ألمانيا، على عملهم المحوري ما مهد الطريق للتجارب السريرية. وبينما تستمر التحديات مثل الاستجابات المناعية ومخاطر التكلس، فإن هذه الدراسة تمثل خطوة حاسمة نحو تحويل علاج نقص الفوسفاتاز. ومع تطور البحث أصبح المستقبل، حيث تتطابق العلاجات المصممة خصيصاً مع الملفات الجينية، قابلاً للتحقيق بشكل متزايد، مما يوفر أملاً متجدداً للمرضى في جميع أنحاء العالم.وباستخدام نهج جديد للعلاج الجيني قدَّم الباحثون نسخةً مستهدفةً للمعادن من إنزيم الفوسفاتاز القلوي غير النوعي للأنسجة (TNAP) عن طريق حقنة عضلية واحدة في نماذج الفئران التي تحاكي نقص الفوسفاتاز المبكر والمتأخر. وقد صحح العلاج الذي تم إعطاؤه من خلال الناقل الفيروسي AAV8 العيوب الهيكلية والكيميائية الحيوية بالكامل في الفئران التي تعاني من أعراض المرض المبكرة الشديدة بجرعات عالية. وأظهرت الإناث تحسناً كبيراً بجرعات أقل في نماذج متأخرة أخف، بينما استجاب الذكور بشكل سيئ ربما بسبب ردود الفعل المناعية الخاصة بالكبد.

470 طفرة جينية

ومع توثيق أكثر من 470 طفرة في جين ALPL في قاعدة بيانات جامعة يوهانس كيبلر في النمسا، يؤكد المؤلفون أن اختيار العلاج قد يعتمد قريباً على نوع الطفرة. وقد تستفيد الطفرات السلبية المهيمنة من علاجات الحامض النووي الريبي RNA، في حين قد تتطلب الحالات الشديدة العلاج الجيني. ومع ذلك يجب أن تتناول التجارب السريرية الجرعات والسلامة والفاعلية طويلة الأمد.


مقالات ذات صلة

صحتك الطريقة الجديدة تستخدم تقنية حقن «النانو» لإدخال مواد جينية مستهدفة في بيض البعوض مما يعطل قدرته على حمل الأمراض (رويترز)

علماء يطوّرون طريقة رائدة للقضاء على أمراض قاتلة محتملة

طوّر علماء تقنيةً ثوريةً لتعديل الجينات تهدف إلى منع البعوض من نقل الأمراض القاتلة مثل الملاريا، التي تقتل نحو 600 ألف شخص سنوياً، معظمهم أطفال دون الخامسة.

«الشرق الأوسط» (بيروت)
علوم قاعدة بيانات ثورية لفك رموز وظائف الجينات البشرية

قاعدة بيانات ثورية لفك رموز وظائف الجينات البشرية

تقدم فرضيات لنحو 18 في المائة من الجينات البشرية «غير الموصوفة».

د. وفا جاسم الرجب (لندن)
صحتك مكملات «الميلاتونين» تساعد على تحسين جودة النوم (جامعة فيرمونت)

مكمل غذائي لتقليل أضرار العمل الليلي

وجدت دراسة كندية أن تناول مكملات «الميلاتونين» قد يساعد في تعويض التلف الذي يُصيب الحمض النووي (DNA) نتيجة نوبات العمل الليلي.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
علوم فك شفرة الأسرار الجينية... للحساسية

فك شفرة الأسرار الجينية... للحساسية

دراسة جينية يابانية - أوروبية واسعة النطاق.

د. وفا جاسم الرجب (لندن)

«نيوتن»… ذكاء اصطناعي يتدارك الأحداث قبل وقوعها

تحليل البيانات من المستشعرات
تحليل البيانات من المستشعرات
TT
20

«نيوتن»… ذكاء اصطناعي يتدارك الأحداث قبل وقوعها

تحليل البيانات من المستشعرات
تحليل البيانات من المستشعرات

مدينة بيلفيو الأميركية، موطن لآلاف من موظفي «مايكروسوفت»، حيث يقبع نظام مراقبة حركة المرور المُدعّم بالذكاء الاصطناعي ليُلبي كل التوقعات. فباستخدام كاميرات المرور الحالية القادرة على قراءة اللافتات والإشارات الضوئية، لا يتتبع النظام الحوادث فحسب، بل أيضاً الحوادث التي «كادت تقع». ويقترح حلولاً للمشرفين على تنظيم المرور، مثل إعادة النظر في مسار المنعطفات، أو تغيير خط التوقف عن الحركة.

البرنامج يحلل بيانات حركة المرور
البرنامج يحلل بيانات حركة المرور

ذكاء اصطناعي للعالم المادي

لكن تقنية الذكاء الاصطناعي هذه لم تولد من «مايكروسوفت» وشراكتها الكبيرة مع «أوبن إيه آي»، بل طُوّرت من قِبل شركة ناشئة تُدعى «أركيتايب إيه آي» Archetype AI التي قد تُعتبر بمثابة «أوبن إيه آي» في العالم المادي.

يقول إيفان بوبيريف، المؤسس المشارك للشركة: «تُبلغ سلطات المدينة عن حادث بعد وقوعه. لكن ما تُريد معرفته هو، على سبيل المثال، أين الحوادث التي كادت تقع – لأن أحداً لا يستطيع الإبلاغ عنها. وتريد السلطات منع وقوعها». لذا، يُعدّ التنبؤ بالمستقبل أحد أهمّ استخداماتنا حالياً.

أسس بوبيريف وليوناردو جيوستي الشركة بعد مغادرتهما فريق التكنولوجيا والمشاريع المتقدمة التابع لشركة «غوغل»، حيث عملا على مبادرات مشاريع متطورة، مثل مشروع النسيج الذكي «جاكار»، ومشروع رادار الأدوات «سولي». ويشرح بوبيريف تاريخ عمله في شركات عملاقة مثل «سوني» و«ديزني»، حيث كان على المهندسين دائماً تطوير خوارزمية واحدة لفهم أشياء مثل نبضات القلب، وأخرى للخطوات. كل شيء مادي تُريد قياسه، مهما كان، كان دائماً نظاماً منفصلاً – كان برنامجاً صغيراً آخر يجب برمجته ودعمه.

وهناك الكثير مما يحدث داخل عالمنا الطبيعي بحيث لا يمكن قياسه أو دراسته من خلال هذا النهج الذي يُركّز على معالجة مشكلة واحدة في كل مرة. ونتيجة لذلك، لا تزال أجهزتنا المتطورة تقنياً لا تفهم سوى القليل جداً عن بيئتنا الحقيقية، وما يحدث فيها بالفعل.

استنتاجات فيزيائية بدلاً من اللغوية

ما تقترحه «أركيتايب» هو ذكاء اصطناعي قادر على تتبع تعقيد العالم المادي والتفاعل معه. خذ نموذج «نيوتن» الأساسي، فهو مُدرّب على أكوام من بيانات أجهزة الاستشعار المفتوحة من مصادر مثل وكالة ناسا، التي تنشر كل شيء بدءاً من درجات حرارة المحيطات المُجمّعة باستخدام ماسحات الميكروويف وصولاً إلى عمليات مسح الأشعة تحت الحمراء لأنماط السحب.

وكما يُمكن لنظم الذكاء الاصطناعي المطورة حديثاً استنتاج المنطق اللغوي من خلال دراسة النصوص، يُمكن لـ«نيوتن» استنتاج الفيزياء من خلال دراسة قراءات أجهزة الاستشعار.

البرنامج يتنبأ بالأحداث اللاحقة
البرنامج يتنبأ بالأحداث اللاحقة

«نيوتن» يحلل ويتنبأ

تكمن الميزة الرئيسة للشركة في قدرة «نيوتن» Newton على تحليل مخرجات أجهزة الاستشعار الموجودة بالفعل. يحتوي هاتفك على اثني عشر مستشعراً أو أكثر، وقد يحتوي العالم قريباً على تريليونات منها، بما في ذلك مقاييس التسارع، وأجهزة استشعار التدفق الكهربائي والسوائل، وأجهزة الاستشعار البصرية، والرادار. من خلال قراءة هذه القياسات، يُمكن لـ«نيوتن» تتبع وتحديد ما يحدث داخل البيئات بدرجة مُذهلة.

حتى أنه أثبت قدرته على التنبؤ بالأنماط المستقبلية للتنبؤ بأحداث تتراوح من تأرجح بندول صغير في مختبر إلى حادث مُحتمل في مصنع، إلى البقع الشمسية والمد والجزر في الطبيعة.

من نواحٍ عديدة، تُنشئ أركيتايب النظامَ المطلوبَ حقاً للحوسبة المحيطة، وهي رؤيةٌ تتلاشى فيها الخطوط الفاصلة بين عالمنا الحقيقي وعالم الحوسبة. ولكن بدلاً من التركيز على رؤيةٍ طموحة، تُسوّق «نيوتن» كمترجمٍ عالميٍّ يُمكنه تحويل بيانات الاستشعار إلى رؤى قابلةٍ للتنفيذ.

يقول جيوستي: «(إنه) تحوّلٌ جذريٌّ في نظرتنا للذكاء الاصطناعي كمجتمع. (حالياً) هو تقنية أتمتة نستبدل فيها الذكاء الاصطناعي بجزء من عملنا البشري. نُفوّض الذكاء الاصطناعي للقيام بشيءٍ ما... نحاول تغيير المنظور، ونرى الذكاء الاصطناعي كطبقةٍ تفسيريةٍ للعالم المادي. سيساعدنا الذكاء الاصطناعي على فهم ما يحدث في العالم بشكلٍ أفضل».

ويضيف بوبيريف: «نريد أن يكون الذكاء الاصطناعي بمثابة قوةٍ عظمى تُمكّننا من رؤية أشياء لم نكن لنراها من قبل، وتُحسّن عملية اتخاذ القرار لدينا».

كيف يعمل الذكاء الاصطناعي من أركيتايب؟

في أحد عروض «أركيتايب» التوضيحية، يُلاحظ رادارٌ دخول شخصٍ ما إلى المطبخ. يستطيع الميكروفون الاستماع لأي شيء يُطلب منه، مثل غسل الأطباق. إنه عرض توضيحي لتقنيتين موجودتين في العديد من الهواتف الذكية، ولكن من خلال سياق «نيوتن»، تتحول بيانات المستشعرات إلى معرفة.

في عرض توضيحي آخر، يُحلل «نيوتن» أرضية مصنع ويُنشئ خريطة حرارية لمخاطر السلامة المحتملة (تُرسم بشكل ملحوظ في مسار رافعة شوكية تقترب من الناس). وفي عرض توضيحي ثالث، يُحلل «نيوتن» عمل قوارب البناء، ويرسم في الواقع جدولاً زمنياً لساعات نشاطها كل يوم.

بالطبع، لا يمكن للفيزياء وحدها استقراء كل ما يحدث في هذه المشاهد، ولهذا السبب يُدرج «نيوتن» أيضاً بيانات تدريب حول السلوك البشري (حتى يعرف ما إذا كان هزّ صندوق، على سبيل المثال، يمكن استنتاجه على أنه «سوء تعامل») ويستخدم تقنية النماذج اللغوية الكبيرة التقليدية لتصنيف ما يحدث.

ومن الناحية الفنية، يمكنك تشغيل «نيوتن» من أجهزة الكمبيوتر التي تديرها Archetype، أو على خدمات سحابية مثل AWS أو Azure، أو حتى على خوادمك الخاصة إذا كنت تفضل ذلك.

مهمتك الأساسية هي ببساطة تغذية أي بيانات استشعار تستخدمها شركتك بالفعل من خلال «عدسة» «نيوتن» للذكاء الاصطناعي. والعدسة هي استعارة الشركة لكيفية ترجمة معلومات الاستشعار إلى رؤى.

الاختلاف عن النماذج الذكية اللغوية

وبخلاف النماذج الذكية اللغوية، التي تعتمد على أسئلة وأجوبة تقودنا إلى استعارات مثل المحادثات والوكلاء، تُخرِج المستشعرات تدفقات من المعلومات قد تتطلب تحليلاً مستمراً. لذا، تُعدّ العدسة وسيلةً لتدقيق هذه البيانات على فترات زمنية، أو آنياً.

وستكون التكلفة التشغيلية لتشغيل «نيوتن» للذكاء الاصطناعي متناسبة مع كمية وتواتر تحليل المستشعر الخاص بك. ولكن ما يثير اهتمام الشركة بشكل خاص هو أن «نيوتن» للذكاء الاصطناعي، من خلال تحليل أشكال موجات المستشعرات، أثبت أنه لا يفهم الكثير مما يحدث فحسب، بل يمكنه أيضاً التنبؤ بما قد يحدث في المستقبل.

وكما أن الإكمال التلقائي يعرف مسبقاً ما قد تكتبه تالياً، يمكن لـ«نيوتن» النظر في أشكال موجات البيانات (مثل المعلومات الكهربائية أو الصوتية من جهاز) للتنبؤ بالاتجاه التالي. وفي المصانع، قد يسمح هذا برصد العطل الوشيك للآلة. كما تزعم «أركيتايب» أنها تستطيع تتبع تأرجح البندول الفوضوي بدقة والتنبؤ بحركاته التالية.

تعتقد «أركيتايب» أنها تستطيع إحداث ثورة في جميع أنواع المنصات، بدءاً من التطبيقات الصناعية، ووصولاً إلى التخطيط الحضري. وفي خطوتها التالية، تريد الشركة أن يُنتج «نيوتن» أكثر من مجرد نص؛ فلا يوجد سبب يمنعه من التواصل بالرموز أو الرسوم البيانية في الوقت الفعلي.

هذه الادعاءات، من ناحية، ضخمة للغاية، ويصعب فهمها. من ناحية أخرى، بنى بوبيريف مسيرته المهنية بأكملها على بناء ابتكارات مبتكرة ومذهلة من تقنيات موجودة، وهي فعالة بالفعل.

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»