آفاق علمية: دراسة تكشف آلية عمل «الرجل الحديدي» في جهاز المناعة

آفاق علمية: دراسة تكشف آلية عمل «الرجل الحديدي» في جهاز المناعة
TT

آفاق علمية: دراسة تكشف آلية عمل «الرجل الحديدي» في جهاز المناعة

آفاق علمية: دراسة تكشف آلية عمل «الرجل الحديدي» في جهاز المناعة

كشفت دراسة أسترالية عن آلية عمل «الخلايا التائية المساعدة» في جهاز المناعة، لدعم الخلايا التائية القاتلة، في مكافحة الالتهابات الفيروسية والأمراض التي تهاجم الجسم.
والثابت أن الذاكرة المناعية التي تمكن الخلايا التائية القاتلة من التصدي لأي عدوى، لا يمكن أن تنشأ بدون خلايا مساعدة تعرف باسم (CD4)، ولم يكن معروفاً بالضبط الآليات التي تمكنها من توفير الدعم اللازم، وهو ما تمكن فريق بحثي من معهد الطب الحيوي (BDI) بجامعة «موناش» الأسترالية من التوصل إليه في الدراسة التي نشرت يوم 19 فبراير (شباط) الماضي بدورية (PNAS).
ويشبه الفريق البحثي في تقرير نشره موقع الجامعة بالتزامن مع نشر الدراسة الخلايا المساعدة بـ«الرجل الحديدي»، الذي يعمل كقائد مساعد في فريق «المنتقمون الجدد». وقالوا إن «جهاز المناعة يشبه لحد كبير فريق المنتقمين، فأعضاء الفريق يقومون في الواقع بعمل أفضل الأفلام عندما يجتمعون معا».
ووصفوا الخلية التائية المساعدة (CD4)، بأنها تشبه الرجل الحديدي (Iron Man) في أعضاء الفريق والذي لا يمكن الاستغناء عنه، وبدونه لا يمكن للخلايا التائية القاتلة الحصول على استجابة مناعية جيدة لمواجهة الالتهابات الفيروسية والأمراض.
ووفق ما جاء في الدراسة، فإن الفريق البحثي تتبع آلية عمل الخلايا المساعدة من خلال استخدام تسلسل الحمض النووي الريبوزي، والمعروف باسم «RNA»، وقارنوا بين المواصفات الوراثية للخلايا التائية التي تلقت الدعم من الخلايا المساعدة، وتلك التي لم تتلق المساعدة.
ووجد الفريق البحثي أنه من دون مساعدة في بداية الإصابة بالفيروسات، وليس في مراحل لاحقة، لم تكن الخلايا التائية القاتلة في الحالة غير المتعاونة تمتلك المسارات اللازمة لتوليد الطاقة للاستجابة للعدوى، حيث بدت غير قادرة على التوسع بسبب عدم القدرة على الوصول للوقود اللازم لتوليد استجابة مناعية قوية.
يقول ستيفن تيرنر، الباحث الرئيسي بالدراسة لـ«الشرق الأوسط»: «ما توصلنا إليه سيفيد في تحسين العلاجات المناعية للسرطان». ويوضح أن «علاجات السرطان الجديدة تعتمد استراتيجيات تهدف لإعادة تنشيط الخلايا التائية القاتلة التي أصبحت مهترئة، وأصبحت غير مناسبة لقتل الخلايا السرطانية، لكن دراستنا تقول إنه ربما يمكن تحسين هذه العلاجات من خلال تنشيط الخلايا التائية المساعدة في نفس الوقت للمساعدة في تحسين وظيفة الخلايا التائية القاتلة، وإعداد ذاكرة مناعية أفضل ضد السرطان للمساعدة في التعافي».
والخطوة التالية التي سيعمل عليها الفريق البحثي هو اختبار فاعلية خلايا تسمى NKT، والتي تتصرف مثل الخلايا التائية المساعدة، ويمكن تنشيطها من خلال مركبات مختلفة. يقول تيرنر «الشيء الرائع في تلك الخلايا أنه يمكن تفعيلها بطريقة سهلة، وهذا يعني أننا لسنا بحاجة للعثور على الأهداف التي تنشط الخلايا التائية المساعدة (CD4s)، ونحن الآن بصدد اختبار ما إذا كان تفعيل خلايا NKT يمكن في الواقع أن يحل محل الحاجة إلى الخلايا التائية المساعدة لإنشاء مناعة فعالة من الخلايا التائية القاتلة».


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني
TT

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

صمم نظام ذكاء اصطناعي جديد توربين رياح لأول مرة في التاريخ، وفقاً لمطوره.

نظام ذكاء هندسي ثوري

وأعلنت شركة «EvoPhase» البريطانية أن الذكاء الاصطناعي الخاص بها تخلى عن جميع القواعد الراسخة في هندسة مثل هذه الأجهزة. وبناءً على اختباراتها، فإن اختراعها أكثر كفاءة بسبع مرات من التصميمات الحالية.

تتكون «شفرة برمنغهام» The Birmingham Blade -كما تسمي الشركة التوربين- من ست أذرع موازية للأرض متصلة بمحور عمودي مركزي. وتحتوي كل ذراع على شفرة رأسية، وسطح به موجتان تغيران زاوية هجومهما عبر ارتفاعها وطولها.

لعمل مع سرعات رياح منخفضة

يتم تحسين توربينات الرياح التقليدية لسرعات رياح تبلغ نحو 33 قدماً في الثانية. في المقابل، تم تصميم «الشفرة» لسرعات الرياح المتوسطة المنخفضة النموذجية للمناطق الحضرية مثل برمنغهام، والتي تبلغ نحو 12 قدماً في الثانية. هذا يزيد قليلاً عن ثمانية أميال (13كلم تقريباً) في الساعة.

وتم تحسين التصميم للعمل بين المباني الشاهقة التي تنتج أنماط اضطراب تؤثر على فاعلية تصميمات التوربينات الحضرية الأخرى. وإذا ثبت أن هذا صحيح، فقد يفتح التصميم الباب أمام إنتاج كهرباء غير محدود في المباني المكتبية والسكنية بتكلفة تكاد تكون معدومة.

يقول ليونارد نيكوسان، كبير مسؤولي التكنولوجيا في الشركة، في بيان صحافي: «كان استخدام الذكاء الاصطناعي ضرورياً للتحرر من التحيزات طويلة الأمد التي أثرت على تصميمات التوربينات خلال القرن الماضي. سمح لنا الذكاء الاصطناعي باستكشاف إمكانيات التصميم خارج نطاق التجارب البشرية التقليدية».

وفقاً لنيكوسان، تمكن المصممون من «توليد واختبار وتحسين أكثر من 2000 تصميم لتوربينات الرياح في غضون أسابيع قليلة، ما أدى إلى تسريع عملية التطوير لدينا بشكل كبير وتحقيق ما كان يستغرق سنوات وملايين الجنيهات من خلال الطرق التقليدية».

سحر «التصميم التطوري»

«التصميم التطوري الموجه بالذكاء الاصطناعي» هو منهجية تقوم على نفس فكرة الانتقاء الطبيعي. تبدأ العملية بتوليد آلاف المتغيرات التصميمية التي يتم تقييمها وفقاً لوظيفة «البقاء للأفضل»، والتي تحدد مدى نجاح كل متغير في تلبية أهداف المشروع. ويختار الذكاء الاصطناعي أفضل البدائل لاستخدامها أساساً لتكرارات جديدة، وإعادة الجمع بين الميزات وتنويعها لتطوير إصدارات محسنة.

تتكرر هذه الخطوات حتى يصل الذكاء الاصطناعي إلى حل يحقق تحسين جميع العلامات المهمة مثل الكفاءة الديناميكية الهوائية، والاستقرار الهيكلي، والوزن، أو الاكتناز.

تقول الشركة إن عمليتها تتجنب التحيزات البشرية الموجودة في الهندسة التقليدية. بطبيعتها، تكون الهندسة التقليدية محدودة بالأفكار والمعرفة السابقة.

من ناحية أخرى، يستكشف الذكاء الاصطناعي مجموعة واسعة من الاحتمالات دون القيود في العقل البشري. عندما تجمع بين جيل الذكاء الاصطناعي والتكرار التطوري، يمكن أن يؤدي هذا إلى نتائج مبتكرة تتحدى غالباً الفطرة السليمة ولكنها لا تزال تعمل.

إن نهج التصميم التطوري هذا ليس جديداً تماماً، إذ استخدمت صناعة الطيران والفضاء برامج بهذه القدرات لسنوات. ومثلاً استخدمت شركة «إيرباص»، بالتعاون مع شركة «أوتوديسك»، عملية مماثلة لتصميم حاجز مقصورة خفيف الوزن للغاية لطائراتها من طراز A320وظهرت النتيجة مستوحاة من هياكل العظام الطبيعية، ما أدى إلى انخفاض الوزن بنسبة 45 في المائة مقارنة بالهياكل المماثلة المصممة بالطرق التقليدية.

كما طبقت شركة «جنرال إلكتريك» الخوارزميات التطورية في إعادة تصميم حامل محرك نفاث جديد، مما أدى إلى انخفاض وزن القطعة بنسبة 80 في المائة. وتستخدم وكالة «ناسا» أيضاً هذه التقنية منذ سنوات، ففي عام 2006 استخدمت الوكالة خوارزمية تطورية لتصميم «هوائي متطور».

نجاح توربين «برمنغهام بليد»

لقد طبق فريق المصممين بقيادة الدكتور كيت ويندوز - يول من جامعة برمنغهام هذه العملية التطورية لحل مشكلة تكافح العديد من تصميمات التوربينات لمعالجتها: كيفية العمل بكفاءة في البيئات الحضرية، حيث تكون الرياح أبطأ وأكثر اضطراباً بسبب المباني.

ويقول نيكوسان: «كنا بحاجة إلى توربين يمكنه التقاط سرعات الرياح المنخفضة نسبياً في برمنغهام مع إدارة الاضطرابات الناجمة عن المباني المحيطة. وكان لا بد أن يكون التصميم أيضاً مضغوطاً وخفيف الوزن ليناسب التركيبات على الأسطح».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»