خيارات مطورة لمواجهة التحديات المناخية في السعودية

أبحاث «كاوست» للتكيّف مع آثار التغيّر المناخي في البيئات الصحراوية

تسعى الأبحاث التي تجريها «كاوست» لتقديم حلول علمية لقضايا التغيّر المناخي ضمن «رؤية 2030»
تسعى الأبحاث التي تجريها «كاوست» لتقديم حلول علمية لقضايا التغيّر المناخي ضمن «رؤية 2030»
TT

خيارات مطورة لمواجهة التحديات المناخية في السعودية

تسعى الأبحاث التي تجريها «كاوست» لتقديم حلول علمية لقضايا التغيّر المناخي ضمن «رؤية 2030»
تسعى الأبحاث التي تجريها «كاوست» لتقديم حلول علمية لقضايا التغيّر المناخي ضمن «رؤية 2030»

وضع زعماء العالم قضية التغيّر المناخي بقوة ضمن الأجندة العالمية، إبان انعقاد قمة مجموعة العشرين في الرياض عام 2020. وأكدت توصيات القمة ضرورة التصدي لقضايا الأمن الغذائي، والأمن المائي، وأهمية الدمج بين تخفيف حدة الآثار المترتبة على التغيّر المناخي والتكيّف معه، وكذلك التوصل إلى حلول تعتمد على الطبيعة ومناهج مستقاة من النظم البيئية من جهة أخرى.
مبادرات السعودية
وتزامناً مع عقد الجولة الأخيرة في محادثات التغير المناخي برعاية الأمم المتحدة في دورتها السادسة والعشرين باسكوتلندا هذا العام، أكدت السعودية اهتمامها ضمن رؤيتها 2030 بقضايا البيئة، والطاقة النظيفة، والتغير المناخي. كما رحبت الأمم المتحدة بمبادرتي «السعودية الخضراء»، و«الشرق الأوسط الأخضر» التي أعلنهما ولي العهد السعودي، الأمير محمد بن سلمان، باعتبارهما خطوة كبيرة لحماية البيئة ومواجهة تحديات التغيُّر المناخي.
ويراقب العلماء من شتى بقاع العالم التغيرات في مناخ الأرض في كل منطقة وعلى مستوى النظام المناخي بأكمله، ومن ضمن ذلك المنطقة العربية التي تواجه تحديات بيئية كبيرة مثل أخطار التصحر والعواصف الساحلية وجودة الماء والهواء والحفاظ على التنوع الأحيائي.
وفي المملكة العربية السعودية التي تتصف ببيئة صحراوية ذات مناخ قاحل في الأغلب، ويحدها البحر الأحمر من جهة الغرب، تشير التوقعات المناخية إلى أن المستقبل سوف يشهد مزيداً من الارتفاع في درجات حرارة البحار واليابسة، والإجهاد المائي، والتصحّر. وباعتبارها كانت البلد المضيف لقمة مجموعة العشرين، أدمجت المملكة العربية السعودية أولويات مجموعة العشرين ضمن «رؤية 2030» الطموحة للبلاد. كما تسهم هذه الأولويات في توجيه تركيز الأبحاث التي تجريها جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست)، والتي تسعى لتقديم حلول علمية لقضايا التغيّر المناخي. وحيث إن التحديات المناخية التي تواجه المملكة ليست قاصرة عليها وحدها، فسوف تدعم هذه الأبحاث جهود التكيّف التي تبذلها بلدان أخرى ذات مناخ حارّ وجاف.
الطاقة والمياه
يتسبب تغير المناخ والارتفاع الحاد في الطلب على المياه النقية في تفاقم العجز العالمي في المياه التي يحتاج إليها البشر. ومن شأن عمليات تحلية الماء أن تسهم في تخفيف الفجوة في إمدادات المياه. وبوصف المملكة العربية السعودية بلداً صحراوياً قاحلاً، فهي توفّر بالفعل نحو 90 في المائة من إمداداتها المائية عن طريق المياه الجوفية أو من محطات تحلية المياه. ولكن على الرغم من أن عمليات التحلية تعد أحد حلول التكيّف مع مشكلة تغير المناخ، فإنها تُعد أيضاً جزءاً من المشكلة في الوقت نفسه.
يقول البروفسور يوهانس فرووينفيلدير، مدير مركز تحلية وإعادة استخدام المياه في «كاوست»: «يمكن لعمليات التحلية أن تفي باحتياجات السكان من الماء، ولكنها تسهم أيضاً في ازدياد تعداد السكان والتحضر في المناطق الساحلية، إضافة إلى أنها تتطلب كميات مهولة من الطاقة. ويسعى مركز تحلية وإعادة استخدام المياه إلى خفض استهلاك الطاقة وخلق موارد مفيدة من النفايات»، مشيراً إلى أن المركز يتعاون مع كبرى الجهات الفاعلة في قطاع المياه بالسعودية، مثل شركات «أكوا باور» و«المؤسسة العامة لتحلية المياه المالحة»، و«شركة المياه الوطنية»؛ لتحقيق الاستفادة القصوى من أثر الأبحاث التي يقومون بها. وتعتمد أكثر عمليات تحلية المياه شيوعاً على تقنية التناضح العكسي في تنقية مياه البحر من خلال استخدام غشاء شبه نفّاذ. والتناضح العكسي هي طريقة متَّبعة لتنقية المياه بمرورها بعدد من المراحل يفصل بعدها الماء عن الأملاح والمعادن الأخرى.
ويعلّق فرووينفيلدير قائلاً: «يجب الحفاظ على نظافة الغشاء لكي نضمن تدفق المياه عبر النظام، ولكن في الوقت ذاته، يجب أن تستهلك عملية التنظيف أدنى قدر من الطاقة والمواد الكيميائية؛ حتى تتحقق غاية الاستدامة. كما سيتسبب الارتفاع المتزايد في درجات حرارة مياه البحر في إفساد تلك الأغشية، ما سيزيد من استهلاك الطاقة والمواد الكيميائية المستخدمة في عمليات التحلية». ويضيف قائلاً: «نحن بصدد تطوير أساليب فعّالة تمكننا من إعادة استخدام مادة التنظيف لتقليل تسرب المواد الكيميائية». وهذا يؤدى إلى زيادة قدرة عملية التحلية على التعامل مع تغير المناخ، كما يقلل من آثارها السلبية على تغير المناخ.
الزراعة في المستقبل
يقول الدكتور سايمون كراتينجر، عالم النبات بمركز الزراعة الصحراوية في «كاوست»: «تؤثر ندرة المياه أيضاً على الزراعة في السعودية وفي منطقة الخليج بصفة عامة. وبحلول عام 2040، ستصبح ست من دول الخليج السبع ضمن أكثر 10 دول تعاني من الإجهاد المائي في العالم».
ويُعد الأمن المائي أحد التحديات العديدة التي يفرضها تغير المناخ على إنتاج الغذاء. ويقول كراتينجر: «بالرغم من توافر الأبحاث التي درست باستفاضة بعض التهديدات، مثل موجات الجفاف، والفيضانات، والعواصف الشديدة، فإننا نشهد أخيراً تنامي الوعي بتحديات غير مباشرة أكثر». فعلى سبيل المثال، نلاحظ انتقال النطاق الجغرافي لأمراض النباتات إلى مناطق جديدة، أصبحت الآن أكثر دفئاً، ولكنها بطبيعتها غير مؤهلة للتعامل مع مثل هذه الأمراض. ويوضح كراتينجر قائلاً: «إن برامج تحسين النوع النباتي لم تكن في الماضي بحاجة إلى أن تضع في حسبانها آليات مقاومة هذه الأمراض». ويعمل الفريق البحثي الذي يرأسه كراتينجر على تحسين فهم مقاومة محاصيل القمح والشعير للأمراض، على المستويين الجيني والجزيئي، بهدف مساعدة منتجي هذه المحاصيل في الاستجابة سريعاً لمسببات الأمراض الجديدة حال ظهورها.
كما يستخدم كراتينجر وفريقه خبراتهم الوراثية والجزيئية في تحقيق تنوّع أكبر في خيارات المحاصيل في المستقبل.
وتفتقر الزراعة الحديثة إلى التنوّع افتقاراً شديداً؛ حيث تمثل ثلاثة محاصيل فقط - هي الأرز والقمح والذرة - ما يزيد على 50 في المائة من السعرات الحرارية التي يستهلكها الإنسان على مستوى العالم، وذلك على الرغم من توفر أكثر من 30 ألف نوع قابل للأكل. لذا يسعى الفريق إلى تدجين محاصيل جديدة تماماً تكون أكثر قدرة على التكيّف مع أجواء المناخ المستقبلية، إلى جانب تحقيق استفادة أكبر بتكلفة أقل من خلال زيادة إنتاجية المحاصيل باستخدام موارد أقل.
ويمكن أن تثمر الأساليب الحالية عن الإسراع في عملية التدجين. يقول كراتينجر: «إن علم الجينوم، والتحرير الجيني، والأدوات الجزيئية، تتيح الآن تدجين النباتات البرية خلال فترة تترواح بين 10 و15 عاماً. سنبدأ بالنباتات البرية التي تتمتع بقدرة كبيرة على التكيّف مع البيئات الحارّة والجافة والمالحة، وندجنها؛ لتكون قادرة على إنتاج أنواع جديدة من المحاصيل التي يمكن زراعتها بآلية مستدامة في البيئات القاسية». وتبشّر نتائج التجارب التي يجريها الفريق البحثي حالياً على حبوب دخن «الفونيو» المغذية بنجاح استزراعها في البلدان الصحراوية الجافة.
الشعاب المرجانية
يتيح الموقع الذي تشغله «كاوست» على ساحل البحر الأحمر الفرصة لدراسة آليات التكيّف في النظم البيئية البحرية، مثل المانجروف، والأعشاب البحرية، والشعاب المرجانية. فعلى سبيل المثال، يُعرَف المانجروف بقدرته على تخزين الكربون، ما يساعد في التخفيف من حدة التغيّر المناخي، في الوقت الذي يشكل فيه حاجزاً طبيعياً أمام ارتفاع منسوب البحار والعواصف الساحلية، محققاً الحماية للمناطق الحضرية.
كما تؤدي النباتات البحرية دوراً حيوياً في حماية الحيوانات البحرية من الإجهاد الحراري، فعمليات البناء الضوئي التي تقوم بها داخل مياه البحر التي ترتفع درجة حرارتها بمرور الوقت تساعد في تلبية الحاجة المتزايدة للكائنات الساحلية إلى الأكسجين. ويُعد ابيضاض الشعاب المرجانية إحدى الظواهر المهمة المترتبة على تغير المناخ، وهي عملية تنجم عن التعرض للمياه الدافئة لفترات طويلة وارتفاع مستويات المغذيات. وقد تمكن مؤخراً فريق من الباحثين التابعين لـ«كاوست» من دحض الافتراضات السائدة حول الأسس الفسيولوجية التي يعتمد عليها الهولوبيونت المرجاني أثناء حدث الابيضاض، وهو ما سلط الضوء على الحاجة إلى مراقبة كل من حالة المرجان الغذائية وجودة المياه؛ للتعرّف على الشعاب الأكثر عرضة للإصابة بالابيضاض.
ويُقصد بالهولوبيونت أي تجمع لكائن مضيف والكثير من الأنواع الأخرى التي تعيش فيه أو حوله، تشكلوا معاً وحدة بيئية منفصلة.
كما يُبرز هذا الجهد اتجاهاً بحثياً جديداً تتبناه «كاوست»، وهو استخدام المعززات الحيوية (بروبيوتك) الطبيعية في التعامل مع الشعاب المرجانية المعرضة للإجهاد الحراري، التي تدرسها الدكتورة راكيل بيكسوتو - اختصاصية علوم البحار في مركز أبحاث البحر الأحمر - وهو ما من شأنه تعزيز مقاومة الشعاب المرجانية للإجهاد.
وتُعد عملية استعادة الشعاب خياراً جديداً في إطار جهود إصلاح الشعاب المرجانية، ولكنَّ التكاليف مرتفعة والاعتبارات اللوجيستية ضخمة. ويعكف فريق بيكسوتو على دراسة ما إذا كان استخدام المعززات الحيوية للمرجان يمكن أن يساعد في تسريع نموه ومقاومته للظروف غير المواتية وتعزيز جهود استعادة الشعاب المرجانية، أم لا. وإضافة إلى ذلك، يقترح العالم الباحث الدكتور سباستيان شميدت - روخ تبني نهج للسياحة البيئية يشجّع المجتمعات المحلية على الاضطلاع بالبستنة المرجانية في المواقع الساحلية الرئيسية، وذلك بهدف خفض تكلفة المشروع وبناء جبهة مجتمعية داعمة.
تقول بيكسوتو: «على الرغم مما يميّز البحر الأحمر من ارتفاع قدرته على الصمود في وجه ظروف الإجهاد بصفة عامة، فإن هذه الشعاب تتعرض أيضاً للتهديد؛ جراء الآثار المحلية والعالمية التي تتسارع وتيرتها يوماً بعد يوم؛ نتيجة لتزايد النشاط البشري. وعلينا التزام أخلاقي بالإسراع في دراسة وفهم السمات المميزة التي يتحلى بها البحر الأحمر لمقاومة التغيّر المناخي؛ حتى نتمكن من دعم مساعي التكيّف لتلك الأنظمة البيئية الفريدة والحفاظ عليها، وإنشاء معارف يمكن ترجمتها في صورة أدوات لإعادة التأهيل، تُستخدم في العالم أجمع».


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)

أخطار الذكاء الاصطناعي: هل يتعلَّم النموذج أكثر من اللازم؟

حين تغلق الذاكرة ابوابها
حين تغلق الذاكرة ابوابها
TT

أخطار الذكاء الاصطناعي: هل يتعلَّم النموذج أكثر من اللازم؟

حين تغلق الذاكرة ابوابها
حين تغلق الذاكرة ابوابها

مع كل قفزة يحققها الذكاء الاصطناعي في الطب، يتسلّل إلى الوعي الجمعي شعور مريح بالاطمئنان: أن هذه الخوارزميات لا «تحتفظ» ببيانات المرضى، بل تتعلّم منها ثم تمضي، كما يفعل الطبيب حين يستخلص الخبرة دون أن يحمل أسرار مرضاه معه.

غير أن هذا الاطمئنان، الذي بدا طويلاً بديهياً، بدأ يتآكل بهدوء داخل المختبرات البحثية الغربية، مع ظهور دراسات حديثة أعادت فتح سؤال كان يُفضَّل تأجيله: ماذا لو كان الذكاء الاصطناعي لا يكتفي بالتعلّم من البيانات، بل يحتفظ ببعضها في ذاكرته الخفية؟ وماذا لو تحوَّل هذا التذكُّر، غير المقصود، إلى خطر صامت لا يُرى في الاستخدام اليومي، لكنه يظهر حين لا ينبغي له أن يظهر؟

تفكيك السر قبل تفكيكه

الذاكرة الخفية

في مطلع عام 2026، كشف فريق بحثي من معهد ماساتشوستس للتقنية، عبر معهد جميل للذكاء الاصطناعي في الصحة، عن دراسة علمية دقيقة أعادت فتح واحد من أكثر الملفات حساسية في الطب الرقمي: قدرة النماذج الطبية الذكية على الاحتفاظ غير المقصود بجزء من البيانات التي تتدرَّب عليها. ولا تشكك الدراسة في القيمة السريرية المتزايدة للذكاء الاصطناعي، ولا تقلّل من دوره في تحسين التشخيص ودعم القرار الطبي، لكنها تلفت الانتباه إلى أثر جانبي خفيّ قد يتنامى بصمت كلما اتّسع نطاق استخدام هذه النماذج داخل البيئات السريرية. فمع تعاظم حجم البيانات وتعقيد الخوارزميات، قد يتحوَّل ما يُفترض أنه «تعلّم آمن» إلى شكل من أشكال الذاكرة الرقمية غير المرئية، بما يحمله ذلك من تبعات أخلاقية وتنظيمية لم تُحسم بعد.

* متى يتحوَّل التعلّم إلى تذكّر؟ صُمِّمت النماذج الذكية، من حيث المبدأ، لاستخلاص الأنماط العامة من البيانات الصحية، لا للاحتفاظ بتفاصيل تعود إلى أفراد بعينهم. فهي تتعلَّم الاتجاهات، لا القصص الشخصية، وتستنتج العلاقات، لا السجلات الفردية. غير أن هذا الفصل النظري بين التعلُّم والتخزين يبدأ في التآكل مع تضخُّم أحجام النماذج وزيادة عمقها الحسابي، ومع تغذيتها بملايين السجلات الصحية الإلكترونية المتشابكة.

وفي هذه المرحلة، لا تعود الحدود واضحة تماماً، خصوصاً عندما تُختبر النماذج عبر استفسارات دقيقة ومتكررة قد تدفعها - من دون قصد - إلى استدعاء تفاصيل جزئية من بيانات حقيقية، فتتحوّل القدرة على التعلّم، في بعض الحالات، إلى شكل من أشكال التذكّر غير المرئي.

* خصوصية طبية لا تحتمل التساهل. تختلف البيانات الطبية جذرياً عن سائر أشكال البيانات الرقمية، لأنها لا تتعلَّق بعادات الاستهلاك أو أنماط التصفُّح، بل تمسُّ الجسد والهوية والصحة والكرامة الإنسانية. فهي تحمل في طياتها قصص المرض والألم والهشاشة، وقد تترتَّب على تسريبها أو إساءة استخدامها تبعات اجتماعية وقانونية ونفسية طويلة الأمد. لذلك، فإن أي خلل في التعامل مع هذه البيانات لا يمكن اختزاله في خطأ تقني عابر أو ثغرة برمجية مؤقتة، بل يجب النظر إليه بوصفه احتمالاً حقيقياً لإلحاق أذى إنساني مباشر، يطال المريض قبل النظام، والثقة قبل التقنية

الطبيب امام عقل رقمي

مفارقة الذكاء المتقدّم

تسلّط الدراسة الضوء على مفارقة علمية دقيقة في صميم تطوّر الذكاء الاصطناعي الطبي: فالنماذج الأكثر تقدّماً، والأعلى دقة في التنبؤ والتحليل، هي نفسها الأكثر عرضة للاحتفاظ بتفاصيل فردية من البيانات التي تتدرّب عليها. فالسعة الحسابية الهائلة، وعمق البنية الخوارزمية، وهما مصدر قوة هذه النماذج، قد يتحوّلان في الوقت ذاته إلى نقطة ضعف خفية، تجعلها أقل قدرة على «النسيان». وهكذا، يصبح التقدّم التقني ذاته سيفاً ذا حدّين، يرفع كفاءة التشخيص من جهة، ويضاعف التحديات الأخلاقية المرتبطة بالخصوصية من جهة أخرى.

* بين الحلّ التقني والمسؤولية الأخلاقية. يقترح الباحثون بالفعل حلولاً تقنية متقدمة تهدف إلى الحدّ من قابلية النماذج الذكية على الاحتفاظ بتفاصيل فردية، من خلال أساليب تدريب أكثر حذراً وآليات إخفاء للبيانات الحساسة. غير أن الدراسة تؤكد بوضوح أن التقنية وحدها لا تكفي لحل الإشكال. فالمسألة في جوهرها ليست حسابية فحسب، بل أخلاقية وتنظيمية بامتياز، وتتطلب أطر مساءلة واضحة تحدد من يتحمّل المسؤولية عند الخطأ، وكيف تُدار المخاطر قبل وقوعها لا بعدها. وفي غياب هذا الإطار، قد يتحوَّل الذكاء الاصطناعي من أداة دعم سريري إلى منطقة رمادية تُختبر فيها الحدود دون مرجع أخلاقي ثابت.

* اتساع الاستخدام واتساع المخاطر. مع توسُّع استخدام الذكاء الاصطناعي في أنظمة سحابية ومنصات صحية رقمية عابرة للحدود، لم تعد البيانات الطبية محصورة داخل جدران مستشفى أو خوادم محلية يمكن التحكم بها بسهولة. بل أصبحت تتنقّل بين بيئات تقنية متعددة، تخضع لتشريعات مختلفة، وتدار أحياناً من جهات لا ترى المريض ولا تتحمَّل مسؤوليته المباشرة. وفي هذا السياق، تتسع دائرة المخاطر المحتملة بقدر اتساع دائرة الاستخدام، ويزداد السؤال إلحاحاً حول الجهة التي تتحمّل المسؤولية عند حدوث انتهاك غير مقصود للخصوصية: هل هي المؤسسة الصحية التي استخدمت النظام، أم الجهة المطوّرة للخوارزمية، أم المنصة السحابية التي تستضيف البيانات؟ هذا الغموض في تحديد المسؤولية لا يقل خطورة عن الخلل التقني ذاته، لأنه يترك المريض في منطقة رمادية، بلا حماية واضحة ولا مساءلة محددة.

* ذكاء يعرف متى يصمت. لا يدعو هذا البحث إلى التراجع عن الذكاء الاصطناعي في الطب، ولا إلى كبح قدراته أو التشكيك في جدواه، بل إلى نضجه. فالنضج هنا لا يعني مزيداً من المعرفة أو سرعةً أعلى في التحليل، بل قدرة واعية على احترام الحدود.

أن نعلّم الخوارزميات كيف تستنتج وتربط وتنبّه، نعم، لكن أيضاً كيف تنسى، ومتى تتوقف عن الاستدعاء، وما الذي لا يجوز لها الاحتفاظ به أصلاً. ففي الطب، كما في الأخلاق، لا تُقاس الحكمة بكمّ ما يُقال، بل بوعي ما ينبغي أن يبقى صامتاً.

يعيد هذا البحث إحياء مبدأ طبي قديم بلغة رقمية معاصرة: أولاً- لا تُلحق ضرراً. فالذكاء الاصطناعي، مهما بلغت قدراته التحليلية، يظل أداة تحتاج إلى ضبط ومساءلة، لا عقلاً يُترك بلا حدود. نعم، قد يغيّر مستقبل الطب ويمنحه دقة غير مسبوقة، لكنه لا ينبغي أن يُعفى من المحاسبة، ولا أن يُطلق بذاكرة مفتوحة في عالم شديد الفضول وسريع الاستغلال.

وحتى إشعار آخر، سيبقى القرار الطبي الحقيقي قراراً إنسانياً في جوهره، تُعينه الخوارزميات على الرؤية... لكنها لا تحفظه عن ظهر قلب.


كيف تشق الخلايا السرطانية طريقها نحو الانتشار؟


شكل تصويري لخلية دم بيضاء مع "الميتاكوندريا" لحالة اصابة بسرطان الدم
شكل تصويري لخلية دم بيضاء مع "الميتاكوندريا" لحالة اصابة بسرطان الدم
TT

كيف تشق الخلايا السرطانية طريقها نحو الانتشار؟


شكل تصويري لخلية دم بيضاء مع "الميتاكوندريا" لحالة اصابة بسرطان الدم
شكل تصويري لخلية دم بيضاء مع "الميتاكوندريا" لحالة اصابة بسرطان الدم

كشف علماء في جامعة ستانفورد في الولايات المتحدة عن استراتيجية مفاجئة تستخدمها الخلايا السرطانية للانتشار؛ إذ ظهر أنها تقوم بسرقة الميتوكوندريا وهي «محطات الطاقة» داخل الخلايا، من الخلايا المناعية. وتُضعف هذه السرقة دفاعات الجهاز المناعي وتساعد الأورام على الانتقال إلى العقد اللمفاوية وهي خطوة مبكرة ومهمة في تطور السرطان.

وتُعدّ العقد اللمفاوية مراكز رئيسية للنشاط المناعي؛ إذ تحتوي على أعداد كبيرة من الخلايا التي تعمل عادةً على اكتشاف الخلايا السرطانية والقضاء عليها. لكنها في الوقت نفسه تُعدّ من أكثر الأماكن التي تنتقل إليها الخلايا السرطانية في المراحل الأولى من انتشار المرض. وحتى الآن لم يكن مفهوماً بشكل كامل كيف تتمكن الخلايا السرطانية من البقاء والنمو في بيئة غنية بالخلايا المناعية.

الاستحواذ على العقد اللمفاوية

• من ساحة مواجهة إلى بوابة الانتشار. تُظهر الدراسة الجديدة المنشورة في مجلة Cell Metabolism في 12 يناير (كانون الثاني) 2026، أن الخلايا السرطانية قادرة على نقل الميتوكوندريا مباشرةً من الخلايا المناعية، إليها. والميتوكوندريا مسؤولة عن إنتاج الطاقة وتنظيم بقاء الخلية. ومن خلال الاستيلاء عليها تكتسب الخلايا السرطانية مزايا تساعدها على النمو والحركة بينما تصبح الخلايا المناعية أضعف وأقل كفاءة.

ودرس فريق البحث بقيادة ديريك أوكوان دودو من قسم علم الأمراض ومعهد ستانفورد للسرطان جامعة ستانفورد الولايات المتحدة الأميركية عدة أنواع من السرطان منها سرطان القولون والثدي والميلانوما (سرطان الخلايا الصبغية في الجلد) باستخدام نماذج فئران. وقد وُسِمت الميتوكوندريا (أي تم تعليمها بعلامة يمكن تتبّعها) بعلامات خاصة لتتبع حركتها بين الخلايا. وباستخدام تقنيات تصوير متقدمة وأدوات وراثية لاحظ الباحثون انتقال الميتوكوندريا من الخلايا المناعية إلى الخلايا السرطانية سواء في موقع الورم الأصلي أو - وبنسبة أكبر - في العقد اللمفاوية القريبة.

وتبيّن أن هذا الانتقال يتطلب تلامساً مباشراً بين الخلايا المناعية والخلايا السرطانية، ويزداد حدوثه في ظروف الضغط الخلوي مثل نقص الأكسجين أو الالتهاب وهي ظروف شائعة داخل الأورام.

• تأثيرات ضارة. وكان لهذه العملية تأثيران رئيسيان:

- أولاً: الخلايا المناعية التي فقدت ميتوكوندريا أصبحت أقل فاعلية. فقد أظهرت خلايا مناعية مهمة مثل الخلايا التائية والخلايا القاتلة الطبيعية قدرة أضعف على التعرّف على الخلايا السرطانية وقتلها. كما تراجعت قدرتها على عرض الإشارات المناعية وإطلاق استجابة قوية ضد الورم ما أدى إلى ضعف الرقابة المناعية.

- ثانياً: الخلايا السرطانية التي حصلت على ميتوكوندريا من الخلايا المناعية فعّلت مسارات داخلية تساعدها على الإفلات من الجهاز المناعي. ومن أبرز هذه المسارات مسار cGAS -STING إلى جانب إشارات الإنترفيرون من النوع الأول. وعلى الرغم من أن هذه المسارات تُعدّ عادةً جزءاً من الدفاع المناعي فإنها في هذه الحالة ساعدت الخلايا السرطانية على البقاء والتخفي من المناعة والاستقرار داخل العقد اللمفاوية.

تحليل بيانات السرطان

• هروب الخلايا السرطانية من الجهاز المناعي. كما وجد الباحثون أن تسرّب الحمض النووي الخاص بالميتوكوندريا داخل الخلايا السرطانية بعد انتقالها، يلعب دوراً في تنشيط هذه المسارات. وعند منع انتقال الميتوكوندريا أو تثبيط مسارات STING - cGAS أو إشارات الإنترفيرون انخفض انتشار السرطان إلى العقد اللمفاوية في النماذج التجريبية.

ومسار cGAS-STING هو نظام إنذار داخلي في الخلية. فعندما يظهر الحمض النووي «دي إن إيه» في مكان غير طبيعي داخل الخلية، مثلاً خارج النواة، تلتقطه أداة استشعار اسمها cGAS. وهذا الاستشعار يفعّل بروتيناً آخر يُدعى STING الذي يرسل إشارة طوارئ داخل الخلية. ونتيجة لهذه الإشارة يتم تشغيل الإنترفيرون من النوع الأول وهي مواد تحفّز الاستجابة المناعية. ويتم تنشيط جينات دفاعية تساعد الجسم على مقاومة العدوى أو الخلايا غير الطبيعية مثل الخلايا السرطانية.

وفي بعض أنواع السرطان تستغل الخلايا الورمية هذا المسار بذكاء فتُفعّله بطريقة تساعدها على الهروب من المناعة والانتشار بدل القضاء عليها.

وللتأكد من أهمية هذه النتائج لدى البشر، حلّل العلماء أيضاً بيانات من مرضى السرطان. وبيّنت التحليلات أن الأورام التي تحمل مؤشرات أعلى على انتقال الميتوكوندريا كانت أكثر ارتباطاً بانتشار السرطان إلى العقد اللمفاوية وتنشيط المسارات المناعية نفسها التي لوحظت في المختبر.

• آفاق علاجية. تُسلّط هذه الدراسة الضوء على انتقال الميتوكوندريا بوصفه آلية غير متوقعة تستخدمها الخلايا السرطانية للتلاعب ببيئتها. فمن خلال إضعاف الخلايا المناعية بحرمانها من مصادر الطاقة ثم استخدام هذه المكونات نفسها لتفعيل برامج تساعدها على الهروب والانتشار تحقق الخلايا السرطانية فائدة مزدوجة.

ويشير الباحثون إلى أن استهداف «سرقة» الميتوكوندريا هذه، أو المسارات الإشارية التي تنتج عنها قد يفتح آفاقاً جديدة لعلاج السرطان. فالحد من انتقال السرطان إلى العقد اللمفاوية قد يساهم في إبطاء تطور المرض وتحسين فرص العلاج.

ورغم الحاجة إلى مزيد من الأبحاث قبل تحويل هذه النتائج إلى علاجات فعلية فإن هذا الاكتشاف يضيف فهماً جديداً ومعمقاً للتفاعل المعقد بين الأورام والجهاز المناعي ويكشف طريقة أخرى تستغل بها الخلايا السرطانية دفاعات الجسم لصالحها.


«الحياة والعقل»... مبنى بيئي حديث في جامعة أكسفورد

«الحياة والعقل»... مبنى بيئي حديث في جامعة أكسفورد
TT

«الحياة والعقل»... مبنى بيئي حديث في جامعة أكسفورد

«الحياة والعقل»... مبنى بيئي حديث في جامعة أكسفورد

يُعدّ مبنى الحياة والعقل الجديد بجامعة أكسفورد Life and Mind Building (LaMB)، الذي افتُتح في أكتوبر (تشرين الأول) 2025، مثالاً بارزاً على التصميم المبتكر الذي يدمج بين الهندسة المعمارية والاستدامة وعلم الأعصاب.

مبنى بتصميم رمزي

يضمّ هذا المختبر، الذي تبلغ مساحته 269000 قدم مربعة (24991 متراً مربعاً)، وهو الأكبر في الحرم الجامعي، قسمي علم النفس التجريبي وعلم الأحياء، ليُشكّل مركزاً للبحوث المتطورة في علوم الدماغ وعلم الحيوان وعلوم النبات. إلا أن تصميم المبنى يتضمن تفصيلاً خفياً مثيراً للاهتمام: فواجهته، المصنوعة من الخرسانة ذات السطح المتموج، تقدم في الواقع رموزاً لمسح دماغي لإحدى الباحثات من أكسفورد.

لا يقتصر هذا العنصر التصميمي على الجانب الجمالي فحسب، بل يخدم غرضاً رمزياً أعمق. فقد استُمدّ نسيج واجهة المبنى الخارجية من مسح دماغ «سيج بوتشر»، الطالبة في قسم علم النفس التجريبي، وهو المسح الذي أُجري في أثناء تخيّلها لمستقبل مبنى الحياة والعقل. وقد سُجّل نشاط دماغها في لحظة وجيزة، مدتها ثانيتان، ما أسفر عن نمط موجي جيبي فريد نُحت لاحقاً على ألواح حجرية. وتُرمز التموجات في خرسانة المبنى إلى الأفكار الإيجابية، وتُنشئ صلةً مباشرةً بين وظيفة المبنى ومجال علم الأعصاب.

أكّد المهندسون المعماريون في شركة «إن بي بي جيه»، المسؤولة عن تصميم المبنى، على أهمية الاستدامة، فاختاروا مواد متينة كالخرسانة والحجر والمعادن، قادرة على الصمود أمام اختبار الزمن، وهو أمر بالغ الأهمية لجامعة عمرها قرابة ألف عام.

وكان الهدف هو إنشاء مبنى يُكمّل حرم جامعة أكسفورد التاريخي، مع تقديم تصميم عصري وجذاب بصرياً. ويعكس تضمين واجهة المبنى لصورة مسح الدماغ، إلى جانب المواد المتينة المستخدمة، هذا الالتزام بالخلود.

مختبرات مستدامة

وإلى جانب جاذبيته الجمالية، يُرسي المبنى معياراً جديداً لتصميم المختبرات المستدامة. فالمختبرات عادةً ما تستهلك كميات كبيرة من الطاقة، مع متطلبات عالية للتحكم في المناخ للحفاظ على ظروف التجارب. ونظراً لأن المختبرات تستهلك ما يصل إلى عشرة أضعاف الطاقة التي يستهلكها مكتب عادي، فقد صُمم المبنى مع مراعاة هذا التحدي.

يتميز المبنى بنظام تغليف محكم الإغلاق يجمع بين ألواح خرسانية وعزل حراري ونوافذ ثلاثية الزجاج وتفاصيل دقيقة لتقليل فقدان الطاقة إلى أدنى حد. كما يساهم استخدام أنظمة تهوية متطورة وألواح شمسية وردهة مركزية لزيادة الإضاءة الطبيعية في خفض استهلاك الطاقة. ونتيجةً لهذه الابتكارات، ينبعث من المبنى نحو 40 في المائة أقل من انبعاثات الكربون مقارنةً بمبنى مختبر تقليدي من الحجم نفسه.

وبشكل عام، يُعدّ مبنى «لايف آند مايند» إنجازاً بارزاً في مجال العمارة المستدامة، إذ يرتقي بمستوى ما يمكن أن تحققه مرافق البحث الجامعية من حيث المسؤولية البيئية والقيمة الجمالية. ولا يقتصر دور «لايف آند مايند» على تلبية احتياجات الباحثين فحسب، بل يرسي أيضاً معياراً رفيعاً لمباني العلوم المستقبلية، سواء في أكسفورد أو على مستوى العالم، في ظل تزايد تركيز الجامعات على الاستدامة في مبانيها الجديدة.