أبحاث علمية تحدد هدفين علاجيين لسرطان الرئة القاتل

بعد 13 عاماً من الدراسات

صورة لسرطان الرئة تظهر الأورام باللون الأرجواني الداكن
صورة لسرطان الرئة تظهر الأورام باللون الأرجواني الداكن
TT

أبحاث علمية تحدد هدفين علاجيين لسرطان الرئة القاتل

صورة لسرطان الرئة تظهر الأورام باللون الأرجواني الداكن
صورة لسرطان الرئة تظهر الأورام باللون الأرجواني الداكن

نجح باحثون من معهد «سالك» للسرطان بأميركا، في تحديد إنزيمين مسؤولين عن تثبيط الأورام في الجسم، يرتبط عملهما بجين يؤدي إلى تطور سرطان الرئة عندما يحدث له تحور يُخرجه عن شكله الطبيعي.
ويعمل جين (LKB1) بشكله النشط الطبيعي كقامع للأورام، ويمنع السرطان من التكوّن، لكن في حال حدوث تحور له يغيّر من شكله النشط، ويصبح أحد الأسباب التي تؤدي إلى تطور السرطان. واكتشف باحثو «سالك» السبب في حدوث ذلك، وهما إنزيمان يمكن أن يصبحا هدفين علاجيين، تم الإعلان عنهما في النسخة الإلكترونية من دورية «Cancer Discovery» في 26 يوليو (تموز) 2019.
وكان العلماء يعرفون في السابق أن جين (LKB1) يعمل كـ «قائد فريق» يمرر الإشارات الخلوية إلى إنزيمات تدعى «kinase»، والتي تنقل الإشارة بعد ذلك لإنزيمات أخرى في تفاعل تسلسلي.
ويتكون هذا «الفريق» من 14 من الإنزيمات الرئيسية المعروفة بالتحكم في عملية الأيض والنمو، لكنّ أياً منها هي المسؤولة بشكل خاص عن الاستمرار في وظيفة الجين القمعية للسرطان، لم يكن ذلك واضحاً منذ أكثر من 15 عاماً عندما تم تحديد جين «LKB1» لأول مرة باعتباره جيناً رئيسياً تم تعطيله في سرطان الرئة.
ولمعرفة ذلك، استخدم الفريق العلمي تقنية «كريسبر» لقص الجينات جنباً إلى جنب مع التحليل الجيني لتعطيل كل إنزيم، وفعلوا ذلك مع كل إنزيم على حدة ومع أكثر من إنزيم في وقت واحد، وذلك في خلايا أورام رئة مختبرية وفي نموذج من فئران التجارب، حيث وجهت التجارب الباحثين إلى اثنين من الإنزيمات واحد يسمى (SIK1) كان له تأثير أقوى في منع الأورام من التشكيل، وعندما تم تعطيله زاد نمو الورم، وعندما تم تعطيل نشاط إنزيم آخر وهو (SIK3)، زاد الورم بقوة أكبر.
ويقول البروفسور روبن شو، مدير مركز «سالك» للسرطان والباحث الرئيسي بالدراسة، في تقرير نشره موقع المركز: «اكتشاف أنه من بين 14 إنزيماً، كان (SIK1) و(SIK3) هما اللاعبين الأكثر أهمية، يجعلنا قادرين الآن على تحديد طريق واحد مباشر لمهاجمة سرطان الرئة».
الخطوة التالية التي سيعمل عليها الفريق البحثي هي اختبار تلك النتيجة على حيوانات تجارب، قبل الانتقال لمرحلة التجارب السريرية، التي يتوقع الفريق البحثي الوصول إليها بعد فترة لا تقل عن 10 أعوام من الآن، كما يؤكد الدكتور بابلو هولشتاين الباحث المشارك في الدراسة في تصريح خاص عبر البريد الإلكتروني لـ«الشرق الأوسط».
ويضيف: «سنحاول التأكد خلال التجارب من فاعلية استهداف هذه الإنزيمات في العلاج، وهل ستكون كافية بمفردها أم يجب أن تضاف إليها تدخلات علاجية أخرى».
كان هذا العمل قد بدأ عام 2006، أي قبل 13 عاماً من نتائج الدراسة، ومن المرجح الانتظار 10 أعوام أخرى لتنتقل ثمار هذا العمل للبشر، وهو ما يؤكد طبيعة البحث العلمي ومدى أهمية الالتزام بمتابعة المشكلات الصعبة والمعقدة، حتى لو استغرق الأمر عشرات السنوات.



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»