دراسة حديثة: ثلثا السرطانات يرتبطان بالشيخوخة

تقدم العمر عامل خطر للإصابة بالأورام الخبيثة

دراسة حديثة: ثلثا السرطانات يرتبطان بالشيخوخة
TT

دراسة حديثة: ثلثا السرطانات يرتبطان بالشيخوخة

دراسة حديثة: ثلثا السرطانات يرتبطان بالشيخوخة

الشيخوخة عامل خطر رئيسي للسرطان. ويؤدي تراكم الطفرات الجسدية المرتبطة بتقدم العمر إلى تقوية هذه العلاقة بينهما. والطفرات الجسدية هي الطفرات الحاصلة أثناء انقسام وتكاثر الخلايا الطبيعية داخل الجسم مع الزمن.

في الوقت الذي يتم فيه تشخيص بعض أنواع السرطان، مثل تلك التي تصيب العظام أو الدماغ أو الجهاز العصبي، بنسب أعلى عند الأطفال والمراهقين، تشير دراسة حديثة برئاسة كريستوفر مينتير من قسم علم الأمراض كلية الطب بجامعة ييل نيو هافن كونكتيكت الولايات المتحدة الأميركية وزملائه، إلى أن ثلث السرطانات فقط مرتبطة بعوامل ليست لها علاقة بالعمر. ونشرت الدراسة في مجلة ساينس أدفانسز SCIENCE ADVANCES في 19 يوليو (تموز) الجاري.

* تراكم الطفرات العشوائية في الخلايا الجذعية يفسر عدداً أكبر بكثير من السرطانات مقارنة باستعداد سلالة النسل والعوامل البيئية

«الحظ السيئ»

وهذه العلاقة تطرح السؤال: إلى أي درجة يمكن الوقاية من السرطان مع التقدم في العمر الذي لا يمكن لأي من البشر تجنبه؟

وقد ناقش هذه الفرضية كريستيان توماسيتي ووبيرت فوجلشتاين من كلية الطب ومركز لودفيغ لعلم الوراثة وعلاجات السرطان ومعهد هوارد هيوز الطبي كلية جونز هوبكنز بلومبرغ للصحة العامة في بالتيمور الأميركية، ونشرت في مجلة ساينس في 2 يناير (كانون الثاني) 2015، التي أصبحت تُعرف لاحقاً باسم فرضية «الحظ السيئ bad luck»، واستندت إلى فكرة أن العدد التراكمي للانقسامات التي تمر بها الخلية بمرور الزمن مرتبط بميلها إلى تكوين الأورام.

وخلص الباحثان إلى أن تراكم الطفرات العشوائية في الخلايا الجذعية المفترضة يفسر عدداً أكبر بكثير من السرطانات، مقارنة باستعداد سلالة النسل، والعوامل البيئية، على إحداث تلك الطفرات. ومع ذلك فإن أحد التحذيرات التي يجب أخذها بنظر الاعتبار هو أن نتائج البحث كانت مستمدة من الإحصاءات على مستوى السكان وليس على المستوى الفردي. وقد تم التشكيك في هذه الفرضية؛ إذ إنها تعتمد على خلية جذعية محددة لأنسجة مفترضة كمنشأ للسرطان وهي فرضية تم التشكيك فيها من قبل بعض الباحثين.

ويبقى السؤال المفتوح عما إذا كانت الاختلافات في معدلات الشيخوخة البيولوجية والاختلافات الشخصية في الانقسامات الخلوية التراكمية في الأنسجة والتغيرات الجزيئية المصاحبة لها، هي التي تسهم في تفاوت مخاطر الإصابة بالسرطان بين الأفراد. إذ ثبت أيضاً أن التغيرات الكيميائية التي تطرأ على الحمض النووي والبروتينات في الكائن الحي مع تقدم العمر أيضاً مسؤولة عن التسبب بالعديد من السرطانات وتطورها واستمرار وجودها.

وقد أشارت إحدى الفرضيات إلى أنه مع تكاثر الخلايا في أنسجة الشيخوخة فإنها قد تستلم أيضاً إشارات جينية أكثر شبهاً بالسرطان، ما يجعل القفزة إلى التحول الجيني أكثر احتمالاً بمرور الوقت. علاوة على ذلك فكلما زاد معدل النسخ المتماثل في نسيج معين زادت سرعة حدوث هذا التحول. كما أن بعض أنواع الأنسجة تتسبب في الإصابة بالسرطان لدى البشر أكثر بملايين المرات من أنواع الأنسجة الأخرى.

وعلى الرغم من الاعتراف بهذا الأمر لأكثر من قرن من الزمان، فإنه لم يتم شرحه مطلقاً، بينما يؤكد كريستوفر مينتير أن خطر الإصابة بأنواع مختلفة من السرطانات على مدى الحياة يرتبط ارتباطاً وثيقاً بالعدد الإجمالي لانقسامات الخلايا الطبيعية المتجددة ذاتياً التي تحافظ على توازن هذا النسيج.

طفرات عشوائية

تشير هذه النتائج إلى أن ثلث التباين فقط في مخاطر الإصابة بالسرطان بين الأنسجة يُعزى إلى العوامل البيئية أو الميول الموروثة. أما غالبية المخاطر فتعود إلى «الحظ السيئ» أي الطفرات العشوائية التي تنشأ أثناء تكرار الحمض النووي في الخلايا الجذعية الطبيعية غير السرطانية.

وهو أمر مهم ليس فقط لفهم المرض ولكن أيضاً لتصميم استراتيجيات للحد من الوفيات التي يسببها المرض.

كما أن التباين الشديد في الإصابة بالسرطان عبر الأنسجة المختلفة يرتبط ارتباطاً وثيقاً مع بعض هذه الاختلافات بعوامل الخطر المعروفة مثل التدخين وتعاطي الكحول والأشعة فوق البنفسجية أو فيروس الورم الحليمي البشري human papilloma virus (HPV)، ولكن هذا ينطبق فقط على مجموعات سكانية محددة معرضة لطفرات أو فيروسات شديدة الإمراضية ولا يمكن لمثل هذا التعرض أن يفسر سبب اختلاف مخاطر الإصابة بالسرطان في الأنسجة داخل القناة الهضمية.

يبدو أن التأثيرات العشوائية المرتبطة بعدد انقسامات الخلايا الجذعية مدى الحياة داخل كل نسيج هي في الواقع المساهم الرئيسي في الإصابة بالسرطان بشكل عام وغالباً ما تكون أكثر أهمية من العوامل البيئية أو الوراثية.


مقالات ذات صلة

«الصحة العالمية»: فيروس «إتش إم بي في» في الصين شائع ولا يشكل تهديداً

آسيا طفل يضع كمامة وينتظر دوره مع أسرته داخل مستشفى في شرق الصين (أ.ف.ب)

«الصحة العالمية»: فيروس «إتش إم بي في» في الصين شائع ولا يشكل تهديداً

قدمت منظمة الصحة العالمية، اليوم، تطمينات بشأن فيروس «إتش إم بي في»، وهو عدوى تنفسية تنتشر في الصين، مؤكدةً أن الفيروس ليس جديداً أو خطيراً بشكل خاص.

«الشرق الأوسط» (جنيف - بكين)
صحتك امرأة تشتري الخضراوات في إحدى الأسواق في هانوي بفيتنام (إ.ب.أ)

نظام غذائي يحسّن الذاكرة ويقلل خطر الإصابة بالخرف

أصبحت فوائد اتباع النظام الغذائي المتوسطي معروفة جيداً، وتضيف دراسة جديدة أدلة أساسية على أن تناول الطعام الطازج وزيت الزيتون يدعم صحة الدماغ.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
صحتك تظهر الخلايا المناعية في الدماغ أو الخلايا الدبقية الصغيرة (الأزرق الفاتح/الأرجواني) وهي تتفاعل مع لويحات الأميلويد (الأحمر) - وهي كتل بروتينية ضارة مرتبطة بمرض ألزهايمر ويسلط الرسم التوضيحي الضوء على دور الخلايا الدبقية الصغيرة في مراقبة صحة الدماغ (جامعة ولاية أريزونا)

فيروس شائع قد يكون سبباً لمرض ألزهايمر لدى بعض الأشخاص

اكتشف الباحثون وجود صلة بين عدوى الأمعاء المزمنة الناجمة عن فيروس شائع وتطور مرض ألزهايمر لدى بعض الأشخاص.

«الشرق الأوسط» (لندن)
يوميات الشرق كم عدد الزيارات السنوية للطبيب حول العالم؟

كم عدد الزيارات السنوية للطبيب حول العالم؟

وفق تصنيف منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية

صحتك أكواب من الحليب النباتي بجانب المكسرات (أرشيفية - إ.ب.أ)

دراسة: النباتيون أكثر عرضة للإصابة بالاكتئاب

تشير دراسة إلى أن النباتيين قد يكونون أكثر عرضة للاكتئاب؛ لأنهم يشربون الحليب النباتي.

«الشرق الأوسط» (لندن)

الذكاء الاصطناعي نجح في إنجاز محرك صاروخي متطور في 3 أسابيع

الذكاء الاصطناعي نجح في إنجاز محرك صاروخي متطور في 3 أسابيع
TT

الذكاء الاصطناعي نجح في إنجاز محرك صاروخي متطور في 3 أسابيع

الذكاء الاصطناعي نجح في إنجاز محرك صاروخي متطور في 3 أسابيع

نجح نظام ذكاء اصطناعي يسمى «نويرون Noyron» في تصميم وتصنيع واختبار أحد أكثر محركات الصواريخ تحدياً في صناعة الطيران والفضاء: محرك دفع هوائي مبرد.

محركات «آيروسبايك»

من الناحية النظرية، يحافظ تصميم محرك الدفع الهوائي cryogenic aerospike thruster (محرك آيروسبايك)على كفاءة عالية عبر مجموعة واسعة من الارتفاعات، مما يجعلها مثالية للصواريخ التي يمكنها الانتقال من سطح الأرض إلى المدار على متن سفينة فضائية واحدة. هذا النوع من المركبات -المسمى مرحلة واحدة إلى المدار (بدلاً من المحركات الصاروخية المختلفة لمختلف المراحل)- هو أحد الأهداف «المقدسة» لاستكشاف الفضاء بسبب كفاءته وبساطته وفاعليته من حيث التكلفة.

إنجاز الذكاء الاصطناعي غلب «ناسا»

وعلى عكس مهندسي وكالة «ناسا» الذين قضوا سنوات في تصميم وتصنيع واختبار محرك هوائي مبرّد في التسعينات من القرن الماضي، نجح الذكاء الاصطناعي في إنجاز ذلك في دقائق معدودة.

كنت قد تحدثت مع لين كايزر، المؤسس المشارك لشركة «ليب 71»، Leap71، حول نظام «نويرون»، في أكتوبر (تشرين الأول) الماضي، عندما أخبرني بأن الهدف النهائي له ولشريكته جوزفين ليسنر، هو إنشاء نظام ذكاء اصطناعي هندسي متعدد الأغراض في العالم الحقيقي، يشابه «جارفيس» الخيالي الذي يعمل مع توني ستارك في أفلام «الرجل الحديدي»، Iron Man.

ونجح المصممون، الخريف الماضي، في اختبار «تي كيه إل-5»، TKL-5، وهو محرك صاروخي مطبوع بتقنية ثلاثية الأبعاد (الطباعة التجسيمية) بقوة 5 كيلونيوتنات، أنتجته الشركة باستخدام الإصدار الأول من نظام « نويرون». وقد استخدموا جميع البيانات التي حصلوا عليها في أثناء تطوير الصاروخ مجدداً لإعادتها بهدف تطوير نظام جديد هو Noyron 2.0.

ابتكار محرك بدلاً من تحسين النموذج الموجود

وقال لي كايزر، عبر البريد الإلكتروني: «كان معظم الشركات تركز على تحسين المحرك الحالي، ولكن نظراً لأن هدفنا هو إتقان نموذج الذكاء الاصطناعي الحسابي، فقد قررنا اتِّباع استراتيجية لتوسيع كمية البيانات التي سنحصل عليها».

اقترح ليزنر أن يركزوا على ابتكار محرك مختلف جذرياً -وصعب للغاية- مثل فوهة «آيروسبايك». وعلى النقيض من «فوهة الجرس» التقليدية التي نعرفها جميعاً، فإن فوهة «آيروسبايك» توجِّه العادم الأسرع من الصوت على طول سنبلة مخروطية الشكل تمتد إلى الخارج. ويتناقص الشكل نحو الخلف، مما يضمن تدفق غازات العادم على طول سطحه، والتمدد بشكل طبيعي. ويتكيف هذا الشكل الخارجي مع تغيرات الضغط الجوي ويوفر أداءً متفوقاً في أثناء صعود المركبة الفضائية، من مستوى سطح البحر إلى فراغ الفضاء.

حلم «آيروسبايك»

يقول لي كايزر: «تحتاج المحركات التقليدية إلى طول فوهة مختلف، اعتماداً على الارتفاع الذي تحلِّق فيه». وعلى الأرض، يمكن للمحركات أن تكتفي بفوهة قصيرة، ولكن في فراغ الفضاء يجب أن تمتد الفوهات وتصبح طويلة جداً، «وإلا فإن الغاز سوف يتجه جانباً ولن يُنتج قوة دفع»، وهذا يجعل فوَّهات الفراغ للمراحل العليا من رحلات الفضاء طويلة وثقيلة، مما يزيد من تكلفة إطلاق كل صاروخ استخدمته البشرية على الإطلاق، من «ساتورن 5» إلى «ستارشيب سبيس إكس». ولأنك لا تستطيع تحسين الفوهة إلا لنظام جوي واحد، فإن المحرك على مستوى سطح البحر يبدأ بقوة كبيرة، ولكنه يصبح أقل كفاءة بعد ذلك عندما يبدأ العادم في التحرك جانبياً في الغلاف الجوي الأعلى والأخف وزناً.

ولهذا السبب تحتوي الصواريخ الحالية على مرحلتين أو ثلاث مراحل، مما يُعقِّد تصميمها وتكلفتها. ويتم تجنب كل هذا بواسط «آيروسبايك».

ولكن على الرغم من المزايا الواضحة لهذا المحرك، كما يشير كايزر، فإن «عدداً قليلاً فقط من الفرق نجحت في إطلاقه في العقود الأربعة الماضية». والمشكلة الرئيسية هي التبريد.

ويقول: «نظراً إلى أن سبايك يقع في وسط غاز العادم الساخن الذي تبلغ درجة حرارته 5430 درجة فهرنهايت (3000 مئوية)، فإنه من الصعب جداً تبريده بشكل صحيح، إذ حتى السبائك المعدنية عالية الحرارة القادرة للغاية لها نقاط انصهار تبلغ نحو 2732 درجة فهرنهايت (1500 مئوية) وتَضعُف قبل ذلك بكثير». من الصعب تصميم سبايك الطيران لأنه يتطلب قنوات تبريد داخلية معقدة وهندسة دقيقة، مما يجعل من الصعب تصنيعه باستخدام الطرق التقليدية.

محاولات إنتاج المحرك

وجرت محاولات لإنتاجه في الستينات من القرن الماضي، ثم تابعت وكالة «ناسا» وشركة «لوكهيد مارتن» الفكرة مرة أخرى لإنتاجه لبرنامج طائرة الفضاء دون المدارية «إكس 33». وقد أُلغي عام 2001 بسبب التحديات الفنية والميزانية. وقد حاول كثير من الشركات الأخرى وفشلت، لا سيما «فايرفلاي Firefly»، وهي شركة ناشئة أفلست عام 2017 وعادت مؤخراً إلى الحياة بعد إلغاء تصميم «آيروسبايك» الخاص بها.

ومع ذلك، نجح البعض، بما في ذلك شركة «Pangea Aerospace» الإسبانية، التي اختبرت بنجاح محرك «آيروسبايك» الخاص بها «DemoP1» الذي يعمل بالميثان والأكسجين في نوفمبر (تشرين الثاني) 2021. وتخطط هذه الشركة لتوسيع نطاقها إلى محرك بقوة 300 كيلونيوتن.

وجاء أحدث جهد قبل إنتاج محرك «نويرون» من «Polaris»، من شركة «Raumflugzeuge» الألمانية التي نجحت في تصميم وإشعال محرك «آيروسبايك» في أثناء اختبار طيران للنموذج التجريبي «MIRA-II» فوق بحر البلطيق.

الذكاء الاصطناعي ينقذ الموقف

وفق ليسنر، تمكن المصممون من توسيع فهم «نويرون» للفيزياء لمعالجة التعقيد الفريد لهذا النوع من المحركات. وابتكر الذكاء الاصطناعي الخاص بـ«Leap71» تصميماً ذاتياً يجري فيه تبريد المسامير بواسطة قنوات معقدة مغمورة بالأكسجين المبرد، فيما يجري تبريد الجزء الخارجي من الغرفة باستخدام وقود الكيروسين.

بعد الانتهاء من تصميم الإصدار الجديد، أنشأ المصممون تصميماً لـ«آيروسبايك» في ملف CAD، جاهز للطباعة ثلاثية الأبعاد في قطعة واحدة صلبة من النحاس. ويقول كايزر إن هذا شيء لم يقم أحد به من قبل وقد تعاقدوا مع شركة ألمانية.

كما عمل المصممون مع معهد «فراونهوفر» لتكنولوجيا الليزر، الذي أجرى المعالجة الحرارية لتقوية المعدن، فيما كانت شركة ألمانية ثالثة مسؤولة عن تنظيف المسحوق المتبقي تماماً من التجاويف الداخلية للمحرك.

نجاح الاختبارات

بعد التصنيع، أرسلت «Leap71» المسمار الهوائي إلى فريق «Race 2 Space» في جامعة شيفيلد، الذي ساعد على تحضير المحرك للاختبار في مرافق الهندسة المحمولة جواً في ويستكوت، بالمملكة المتحدة، وهو مخبأ خرساني يعود إلى حقبة الحرب العالمية الثانية يمكنه احتواء أي انفجارات إذا حدث خطأ ما.

كان عليهم في الأساس إجراء الاختبار بشكل أعمى. «كنا متأكدين نسبياً من النظرية وراء ذلك، ولكن لا يمكن اكتشاف كثير من الأشياء إلا في أثناء الاختبار، مثل المقاومة في قنوات التبريد، بسبب خشونة سطح الطباعة ثلاثية الأبعاد»، كما يقول كايزر. كل شيء تقريباً في هذا المحرك كان جديداً وغير مُختبَر.

على الرغم من المخاطر المحتملة، نجح فريق الاختبار في إشعال المحرك في المحاولة الأولى 18 ديسمبر (كانون الأول) 2024.

يرى ليسنر أن هذا الإنجاز «يعد بمثابة تصديق رائع على نهج الذكاء الاصطناعي القائم على الفيزياء». والواقع أنه من الجدير بالذكر أن شركة برمجيات الذكاء الاصطناعي المكونة من شخصين أنفقت نحو ثلاثة أسابيع في المجموع لتصميم أحد أصعب محركات الصواريخ التي يمكن تخيلها.

* مجلة «فاست كومباني» - خدمات «تريبيون ميديا».

اقرأ أيضاً