فك شفرة الأسرار الجينية... للحساسية

الكشف عن «مناطق جينية » ترتبط بالأشكال المفرطة منها

فك شفرة الأسرار الجينية... للحساسية
TT
20

فك شفرة الأسرار الجينية... للحساسية

فك شفرة الأسرار الجينية... للحساسية

نجح فريق من الباحثين في جامعة تسوكوبا اليابان في تحقيق اكتشاف رائد في علم الحساسية، إذ كشف عن رؤى جينية جديدة تتعلق بالحساسية المفرطة.

ومن خلال إجراء تحليل جيني واسع النطاق على سكان اليابان وأوروبا، حدد الباحثون مناطق جينية (تعدّد أشكال الجينات) مرتبطة بالحساسية المفرطة، بما في ذلك تلك التي كانت خاصة بالسكان اليابانيين، ما يمهّد الطريق لتحسين استراتيجيات الوقاية والعلاج من الأمراض المرتبطة بالحساسية.

الحساسية المفرطة

غالباً ما يتعرض البشر بشكل مستمر لمسببات الحساسية البيئية مثل حبوب اللقاح والطعام وعث الغبار. وفي بعض الحالات يخطئ الجهاز المناعي في التعرف على هذه المواد غير الضارة ويعدّها تهديداً، مما يؤدي إلى إنتاج أجسام مضادة مرتبطة بالحساسية تُعرف باسم الغلوبولين المناعي immunoglobulin E (IgE). وتُعرف هذه العملية بالحساسية المفرطة، وغالباً ما تسبق ظهور حالات الحساسية مثل الربو والتهاب الأنف التحسسي والأكزيما، مما يجعلها مؤشراً أساسياً على تقييم الحساسية واستكشاف الحلول الوقائية.

بحث جيني واسع النطاق

وقد أجرى فريق البحث في الدراسة التي نُشرت في المجلة العلمية Journal of Allergy and Clinical Immunology في 5 ديسمبر (كانون الأول) 2024، دراسة ارتباط جيني شاملة دراسات ارتباط الجينوم الكامل GWAS genome-wide association study باستخدام بيانات وراثية تخص 46 ألفاً و602 من المشاركين اليابانيين، تم جمعها من جامعة تسوكوبا وبنك توهوكو الطبي في اليابان. وقاموا بتحليل التباينات الجينية (تعدد أشكال الجينات) وعلاقتها بالحساسية المفرطة.

دراسة يابانية - أوروبية

ومن أجل توسيع نطاق تحليلهم دمجوا البيانات مع دراسة أخرى أوروبية شملت 25 ألفاً و32 مشاركاً. وقد أظهرت هذه التحليلات التشابهات والاختلافات الجينية بين المجموعتين، مما أتاح فهماً أعمق للأسس الجينية للحساسية المفرطة. ومن الجدير بالذكر أن هذا البحث هو الأول الذي يُجري دراسة ارتباط على مستوى الجينوم حول تعدد الأشكال الجينية، أي التحسس لمسببات الحساسية المتعددة التي حددت ثمانية أشكال جينية مهمة مرتبطة بهذه الحالة.

23 علامة جينية مشتركة

عُثر على 23 صفة جينية مشتركة بين المجموعتين اليابانية والأوروبية، مما يشير إلى وجود استعداد عالمي للإصابة بالحساسية. وجرى تحديد 18 اختلافاً جينياً يخص المجموعة اليابانية فقط مما يبرز أهمية الاختلافات الجينية الإقليمية في فهم الحساسية. ولأول مرة جرى ربط ثمانية تعددات جينية بحساسية متعددة المسببات، وهي حالة يكون فيها الأفراد حساسين لعدة مسببات حساسية. ويُعد هذا الاكتشاف خطوة كبيرة لفهم الأسس الجينية المعقدة لهذه الحالة.

رؤى خاصة بالأمراض

كما أظهرت الدراسة أن الاستعداد الجيني للحساسية المفرطة له تأثير أضعف على ظهور التهاب الجلد التأتبي Atopic Dermatitis (ويعرف بالإكزيما التأتبية، وهو نوع من الالتهابات الجلدية ينتج عنه حكة واحمرار وانتفاخ على سطح الجلد وقد تخرج أحياناً سوائل من المنطقة الملتهبة) مقارنةً بالربو والتهاب الأنف التحسسي، وحمى القش (التهاب الأنف التحسسي الموسمي). ويُبرز هذا التباين الطرق الجينية المختلفة التي تؤثر في الحالات التحسسية المختلفة.

تأثيرات على علاج الحساسية

تمثل هذه النتائج تقدماً كبيراً في فهم الآليات الجزيئية وراء الأمراض التحسسية. ومن خلال تحديد المؤشرات الجينية المرتبطة بالحساسية المفرطة تمهد هذه الدراسة الطريق لتطوير استراتيجيات وقائية وعلاجية مخصصة للأفراد. وأشارت الباحثة الرئيسية في الدراسة، إميكو غوتشي، من قسم علم الوراثة الطبية بمعهد الطب بجامعة تسوكوبا اليابان، قائلةً إن «فهم الأسس الجينية للحساسية المفرطة لا يُثري معرفتنا بكيفية تطور الحساسية فحسب، بل يفتح أيضاً الأبواب أمام تدخلات علاجية موجهة وحلول رعاية صحية أفضل».

خطوة نحو رعاية صحية أفضل

تؤكد هذه الدراسة أهمية التعاون الدولي والدراسات الجينية واسعة النطاق في مواجهة التحديات الصحية العالمية. كما يُبرز اكتشاف العوامل الجينية المشتركة والخاصة بالسكان الحاجة إلى مراعاة التنوع الجيني عند تطوير حلول صحية فعالة للحساسية. ومع استمرار العلماء في فك رموز البنية الجينية للأمراض التحسسية يبقى الأمل موجوداً لملايين الأفراد حول العالم الذين يعانون من الحساسية في تقديم علاجات مخصصة وفعالة وتحسين نوعية حياتهم.

حقائق

8

تعدّدات جينية جرى ربطها لأول مرة بحساسية متعددة المسببات.. وهي حالة يكون فيها الأفراد حساسون لعدة مسببات حساسية


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 تطورات جديدة في العلاج الجيني لأمراض العظام النادرة

تطورات جديدة في العلاج الجيني لأمراض العظام النادرة

حقنة علاجية واحدة تحل محل كثير من الحقن أسبوعياً.

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»