تقدّم نوعي في مواجهة أورام الدماغ: نموذج رقمي يقيّم العلاجات مسبقًا

طور علماء في جامعة ميشيغان نموذجًا رقميًّا مزدوجًا جديدًا يعتمد على التعلّم الآلي لرسم خريطة ديناميكية للنشاط الأيضي داخل أورام الدماغ لدى مرضى الغليوما (الورم الدبقي)، في خطوة قد تُحدث تحولًا في كيفية اختيار العلاجات الأنسب لكل مريض على حدة.

ويتيح هذا النموذج — الذي يُعد الأول من نوعه في قياس "التدفق الأيضي" مباشرةً داخل أورام البشر — للأطباء اختبار فعالية علاجات غذائية أو دوائية قبل وصفها فعليًّا، بما في ذلك القدرة على تحديد ما إذا كان النظام الغذائي سيؤثر في نمو الورم، أو ما إذا كان الدواء سيفشل بسبب قدرة الخلايا السرطانية على استخلاص المواد الأساسية من محيطها.

دقة مدعومة بتجارب بشرية وحيوانية

ونُشرت نتائج الدراسة في مجلة Cell Metabolism، بعد أن تحقّق الفريق من صحة النموذج عبر مقارنته ببيانات مرضى حقيقيين وإجراء تجارب تأكيدية على الفئران. ويعتمد النموذج على بيانات محدودة تشمل عيّنات الدم، والتحليلات الأيضية لأنسجة الورم، والملف الجيني، ليُعيد بناء ديناميكيات استهلاك الخلايا السرطانية للمواد المغذية بدقة عالية.

وقال دييباك ناغرات، أستاذ الهندسة الطبية الحيوية في جامعة ميشيغان: "القياسات الأيضية أثناء الجراحة لا تمنحنا صورة كاملة عن سلوك الورم مع الزمن. لكن بدمج هذه البيانات المحدودة في نموذج يستند إلى قوانين البيولوجيا والكيمياء والفيزياء، تمكّنا من تجاوز هذا القيد."

شبكة عصبية تُدرَّب على بيانات واقعية

واستخدم الباحثون شبكة عصبية تلافيفية درّبوها على بيانات افتراضية مستمدة من المعرفة البيولوجية المعروفة، مع ربطها بقياسات فعلية من ثمانية مرضى تلقوا جلوكوزًا موسومًا أثناء العمليات الجراحية.

وعند اختبار النموذج على بيانات ستة منهم، أظهر دقة عالية في التنبؤ بالنشاط الأيضي. وفي التجارب على الفئران، تأكد أن النظام الغذائي أبطأ نمو الورم فقط لدى الحيوانات التي حددها النموذج كمرشحين مناسبين.

كما تنبأ النموذج بدقة باستجابة الأورام لدواء "مايكوفينولات موفيتيل"، الذي يعيق تصنيع الخلايا للحمض النووي، وكشف أن بعض الأورام تستطيع تجاوز تأثيره عبر "مسار إنقاذ" يسمح لها بالتقاط المكونات اللازمة من البيئة المحيطة — وهو ما أكدته التجارب الحيوانية أيضًا.

خطوة نحو رعاية سرطانية شخصية حقيقية

وأوضح دانيال واهل، أستاذ الأورام الإشعاعية: "هذه القدرة على قياس الأيض داخل الورم تفتح الباب أمام اختيار العلاجات الأيضية الأنسب لكل مريض".

فيما أشار وجيه الحلو، أستاذ مساعد في جراحة الأعصاب، إلى أن الأداة قد تجنّب المرضى علاجات لن تجدي نفعًا بسبب مقاومة الورم المسبقة لها.

من جهته، قال كوستاس ليسوتيوس، أستاذ الأورام: "نحن نقترب من رعاية سرطانية شخصية حقيقية. بمحاكاة العلاجات افتراضيًّا، يمكننا تجنيب المرضى تجارب غير ضرورية والتركيز فقط على ما يرجّح أن ينجح".