تغيرات جينية تحوّل بكتريا الطاعون إلى كائن فتاك

تغيرات جينية تحوّل بكتريا الطاعون إلى كائن فتاك
TT

تغيرات جينية تحوّل بكتريا الطاعون إلى كائن فتاك

تغيرات جينية تحوّل بكتريا الطاعون إلى كائن فتاك

كبدت بكتريا (يرسينيا بيستيس) الجنس البشري كما هائلا من البؤس والتعاسة على مدار قرون من الزمن؛ إذ أبادت ما يقدر بنحو 200 مليون نفس ونشرت أوبئة مروعة ابان القرنين السادس والرابع عشر.
غير أن هذه الجرثومة لم تكن دومًا بهذا القدر من الخطورة؛ لكن العلماء أعلنوا أمس (الثلاثاء)، أن تغييرات جينية طفيفة جرت قبل عدة قرون -تضمنت اضافة جين حدثت له طفرات فيما بعد- قد حولتها من كائن دقيق متوسط الخطورة إلى كائن فتاك.
تسببت بكتريا "يرسينيا بيستيس" في وباءين شرسين في التاريخ البشري الاول هو طاعون جوستينيان في القرن السادس، إبان حكم الامبراطور البيزنطي جوستين الذي أصيب بالمرض؛ لكنه شفا منه، والثاني هو طاعون "الموت الاسود". وتتسبب البراغيث والفئران في نقل جرثومة المرض للبشر.
وأجرى الباحثون تجارب على الفئران والجرذان لرصد التغيرات الجينية الفتاكة التي طرأت على هذه البكتريا.
واستخلص الباحثون سلالة قديمة من البكتريا لا تزال موجودة في العالم -تم عزلها من إحدى قوارض منطقة آسيا- وأدخلوها في جين يتسبب في اذابة جلطات الدم، فيما أدت هذه العملية إلى اضافة قوة فتك جبارة للبكتريا تسببت في اصابة رئوية قاتلة.
أدت اضافة هذا الجين على مر العصور إلى تحويل بكتريا "يرسينيا بيستيس" من كائن مسبب للأمراض منها عدوى بسيطة في المعدة والامعاء، إلى نوع قاتل يسبب مرضا تنفسيا وبائيا شرسا يسمى الالتهاب الرئوي الطاعوني.
وجد العلماء أيضا أن طفرة معينة من نفس الجين -وهي طفرة موجودة في السلالات الحديثة من هذه البكتريا- مكنت الجرثومة من الانتشار داخل جسم الانسان واختراق الغدد الليمفاوية له مثلما يحدث في مرض الطاعون الدبلي.
وقال وندام لاثيم عالم الميكروبيولوجيا بكلية طب شيكاغو في جامعة فاينبرغ -الذي أشرف على البحث الذي أوردته دورية نيتشر كومينيكيشنز- إن التقديرات تشير إلى أن طاعون جوستينيان أباد من 25 إلى 50 مليونا من البشر فيما أهلك طاعون الموت الاسود 150 مليونا على الاقل. مضيفًا «تركت بكتيريا يرسينيا بيستيس بصماتها الواضحة على مسيرة الحضارة الانسانية». مضيفا أن من الصعوبة بمكان أن نعرف على وجه الدقة متى أضافت هذه البكتريا -التي اكتسبت ثم فقدت جينات عديدة على مر الزمن- جين الطاعون الفتاك؛ لكن «من المرجح أن يكون ذلك قد حدث منذ أكثر من 1500 عام على الأقل» ما يعني أنه ربما يكون قد جرى قبل استفحال طاعون جوستينيان في القرن السادس الميلادي. ومضى قائلًا «إنه أمر يجب أن نضعه في الحسبان ونحن ندرس البكتريا الأخرى المسببة للامراض. الأمر لا يتطلب سوى حدوث تغير بسيط ثم قد نفاجأ على حين غرة بجائحة عالمية جديدة من نوع ما».



الذكاء الاصطناعي يكشف عن أولى علامات سرطان الثدي

تكشف التقنية الجديدة عن تغيرات دقيقة تحدث في مجرى الدم أثناء المراحل الأولية من الورم (جامعة إدنبرة)
تكشف التقنية الجديدة عن تغيرات دقيقة تحدث في مجرى الدم أثناء المراحل الأولية من الورم (جامعة إدنبرة)
TT

الذكاء الاصطناعي يكشف عن أولى علامات سرطان الثدي

تكشف التقنية الجديدة عن تغيرات دقيقة تحدث في مجرى الدم أثناء المراحل الأولية من الورم (جامعة إدنبرة)
تكشف التقنية الجديدة عن تغيرات دقيقة تحدث في مجرى الدم أثناء المراحل الأولية من الورم (جامعة إدنبرة)

أظهرت طريقة فحص جديدة تجمع بين التحليل بالليزر والذكاء الاصطناعي إمكانية التعرف على أولى علامات الإصابة بسرطان الثدي؛ ما قد يُسهم في تحديد الإصابة في مرحلة مبكرة جداً من المرض.

وتكشف التقنية غير الجراحية التي طوّرها فريقٌ من الباحثين من جامعة إدنبرة بالتعاون مع عددٍ من باحثي الجامعات الآيرلندية، عن تغيرات دقيقة تحدث في مجرى الدم أثناء المراحل الأولية من المرض، التي لا يمكن اكتشافها بالاختبارات الحالية، وفق الفريق البحثي.

وقال الدكتور آندي داونز، من كلية الهندسة في جامعة إدنبرة، الذي قاد الدراسة: «تحدث معظم الوفيات الناجمة عن السرطان بعد تشخيصٍ متأخرٍ بعد ظهور الأعراض، لذلك يمكن لاختبارٍ جديدٍ لأنواع متعدّدة من السرطان أن يكتشف هذه الحالات في مرحلة يُمكن علاجها بسهولة أكبر».

وأضاف في بيان، الجمعة، أن «التشخيص المبكّر هو مفتاح البقاء على قيد الحياة على المدى الطويل، وأخيراً لدينا التكنولوجيا المطلوبة. نحتاج فقط إلى تطبيقها على أنواع أخرى من السرطان وبناءِ قاعدة بيانات، قبل أن يمكن استخدامها بوصفها اختباراً لكثيرٍ من الأورام».

ويقول الباحثون إن طريقتهم الجديدة تُعدّ الأولى من نوعها، ويمكن أن تحسّن الكشف المبكر عن المرض ومراقبته وتمهد الطريق لاختبار فحص لأشكال أخرى من السرطان.

نتائجُ الدراسة التي نشرتها مجلة «بيوفوتونيكس» اعتمدت على توفير عيّنات الدم المستخدمة في الدراسة من قِبَل «بنك آيرلندا الشمالية للأنسجة» و«بنك برِيست كانسر ناو للأنسجة».

ويُمكن أن تشمل الاختبارات القياسية لسرطان الثدي الفحص البدني أو الأشعة السينية أو الموجات فوق الصوتية أو تحليل عينة من أنسجة الثدي، المعروفة باسم الخزعة.

وتعتمد استراتيجيات الكشف المبكّر الحالية على فحص الأشخاص بناءً على أعمارهم أو ما إذا كانوا في مجموعات معرّضة للخطر.

باستخدام الطريقة الجديدة، تمكّن الباحثون من اكتشاف سرطان الثدي في أقرب مرحلة ممكنة من خلال تحسين تقنية التحليل بالليزر، المعروفة باسم مطيافية «رامان»، ودمجها مع تقنيات التعلّم الآلي، وهو شكلٌ من أشكال الذكاء الاصطناعي.

وقد جُرّبت طرق مماثلة لفحص أنواع أخرى من السرطان، ولكن أقرب وقت يمكن أن يُكتشف فيه المرض كان في المرحلة الثانية، كما يقول الباحثون.

وتعمل التقنية الجديدة عن طريق تسليط شعاع الليزر أولاً على بلازما الدم المأخوذة من المرضى. ومن ثَمّ تُحلّل خصائص الضوء بعد تفاعله مع الدم باستخدام جهازٍ يُسمّى مطياف «رامان» للكشف عن تغييرات طفيفة في التركيب الكيميائي للخلايا والأنسجة، التي تُعدّ مؤشرات مبكّرة للمرض. وتُستخدم بعد ذلك خوارزمية التعلم الآلي لتفسير النتائج، وتحديد السمات المتشابهة والمساعدة في تصنيف العينات.

في الدراسة التجريبية التي شملت 12 عينة من مرضى سرطان الثدي و12 فرداً آخرين ضمن المجموعة الضابطة، كانت التقنية فعّالة بنسبة 98 في المائة في تحديد سرطان الثدي في مرحلة مبكرة جداً من مراحل الإصابة به.

ويقول الباحثون إن الاختبار يمكن أن يميّز أيضاً بين كلّ من الأنواع الفرعية الأربعة الرئيسة لسرطان الثدي بدقة تزيد على 90 في المائة، مما قد يُمكّن المرضى من تلقي علاج أكثر فاعلية وأكثر شخصية، بما يُناسب ظروف كل مريض على حدة.