طور علماء جامعة تل أبيب أداة محوسبة ستساعد في إنتاج أدوية جديدة لمكافحة مرض السكري والأمراض الأيضية الخلقية مثل السمنة
جامعة تل ابيب
.JPG)
فريق من العلماء من جامعة تل أبيب بقيادة البروفيسور إيتان روبين (عضو هيئة التدريس في كلية علوم الكمبيوتر في كلية ريموند وبيرلي ساكلر للعلوم الدقيقة وهيئة التدريس في كلية ساكلر للطب في جامعة تل أبيب ) طور أداة محوسبة يمكن أن تساعد في المستقبل في إنشاء أدوية جديدة لمكافحة مرض السكري والأمراض الأيضية الخلقية مثل السمنة. الإمكانات الكامنة في مثل هذه الأداة، كما تم وصفها مؤخرًا في مجلة Nature Genetics، هي أن مطوري الأدوية الذين يحاربون الأمراض الأيضية مثل السمنة والسكري سيتم تزويدهم بوسائل حسابية إضافية لإنشاء أدوية جديدة متطورة، والتي ستوجه العلاج ليس إلى جين واحد، كما تفعل الأدوية الحالية، ولكن لمجموعة من الجينات.
مفتوح يعتمد النموذج الحالي على دراسات سابقة أجريت في كندا والولايات المتحدة الأمريكية، والتي فككت طريقة عمل الجينات في أزواج. البحث الجديد والموسع الذي أجري في جامعة تل أبيب، والذي شارك فيه أيضًا الأساتذة يتسحاق مالخسون ومارتن كوبيك وطالب الماجستير ديفيد دويتشر، يقدم تفسيرات وظيفية إضافية للدور الذي يلعبه 75% من الجينات الأيضية. يقول البروفيسور روبين: "إن عملية التمثيل الغذائي هي إحدى الحالات النادرة في بيولوجيا الأنظمة حيث لدينا نموذج موثوق به لفهم العمليات الخلوية ككل". ويضيف روبين: "نأمل أن يكون هذا النموذج في المستقبل بمثابة أساس للتطورات الجديدة في الطب".
كان المسار البحثي للفريق يسترشد بمسألة الدور الذي يلعبه علم الوراثة في عملية التمثيل الغذائي، وهو أساس جميع عمليات الحياة. تشغل دراسة السمنة المجتمع الدولي لأنها واحدة من أهم عوامل الخطر الصحية التي يتعين على المجتمع الغربي التعامل معها. وقام فريق العلماء ببناء نموذج حاسوبي، والغرض منه هو التنبؤ بالطريقة التي يؤثر بها العمل المشترك للجينات على عمل عملية التمثيل الغذائي البشري، وهي العمليات التي استعصت حتى الآن على وصف علمي دقيق.
ويضيف البروفيسور روبين أن "الابتكار كان في تطوير" طريقة حسابية "للتجربة الافتراضية" المحوسبة مع مليارات مجموعات الجينات.
وقال البروفيسور روبين إن فريق البحث جمع بين الرياضيات وعلوم الكمبيوتر في البحث البيولوجي والوراثي واستخدم أيضًا أساليب علم الأحياء الحسابي (الأنظمة)، والتي تعتبر واحدة من أكثر المناهج التي تم الحديث عنها في البحوث البيولوجية والطبية في هذا العقد. المنتج النهائي هو بيانات أولية تصف كيفية تحكم الجينات في عملية التمثيل الغذائي.
ويوضح البروفيسور روبين أن عمل الأدوية الجديدة التي تؤثر على عملية التمثيل الغذائي التي يطورها العلماء اليوم محدود لأن الجينات لا تعمل بالضرورة بمفردها أو حتى في أزواج. تعمل معظم الجينات في مجموعات. وكما هو الحال مع القرص الصلب في جهاز الكمبيوتر، الذي يقوم بعمل نسخة احتياطية من الملفات طوال الوقت، تمتلك الجينات نظامًا معقدًا ينفذ الأوامر ويتأكد من تنفيذها.
"الأدوية الشائعة مثل مثبطات MAO لعلاج الاكتئاب أو تاكرين لعلاج مرض الزهايمر، تؤثر على التفاعلات المرتبطة باستنزاف بعض المواد الكيميائية في الجسم. ويضيف البروفيسور روبين: "لكن عمل هذه الأدوية المعاصرة محدود لأنها تهدف إلى علاج جين واحد ولا تأخذ في الاعتبار حقيقة تفاعل الجينات بطرق معقدة".
ويقدر البروفيسور روبين أنه إذا تمكن العلماء من فهم وتحديد جميع الطرق التي تعمل بها الجينات معًا لتنفيذ أمر في الجسم، فسيكون بمقدورهم إنشاء أدوية لعلاج مرض الزهايمر أو السمنة أو مرض السكري، والتي ستكون أكثر فعالية. ولكن نظرا لطبيعة التفاعلات فإن المهمة التي أمامنا صعبة ومعقدة.
