هذه الأشياء قالها البروفيسور كاربيلوس من جامعة هارفارد، شريك البروفيسور أرييه فارشيل والبروفيسور مايكل ليفيت لجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2013، في مؤتمر "العلم في عصر الخبرة" الذي تعقده شركة داسو سيستيمز حاليا في بوسطن.
لن يكون اكتشاف الطب الشخصي ممكنًا إلا من خلال محاكاة كهذه
قال بالأمس البروفيسور مارتن كاربيلوس من جامعة هارفارد، شريك البروفيسور أرييه وارشيل والبروفيسور مايكل ليفيت لجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2013. هذه الأشياء قالها كاربيلوس في مؤتمر "العلم في عصر الخبرة" إن شركة داسو سيستيمز هي شركة المقام حاليا في بوسطن. وفي المؤتمر، انضم قسمان من Dassault Systèmes معًا: SIMULIA وBIOVIA.
كاربيلوس هو مستخدم متمرس لمنهجيات السيليكو وأنظمة محاكاة داسو في نمذجة الأنظمة الكيميائية المعقدة والتفاعلات الكيميائية. لقد انتقلت النمذجة والمحاكاة من استخدامها فقط من قبل الباحثين في المجالات المتخصصة، إلى الاتجاه السائد في الكيمياء الحديثة والبيولوجيا الهيكلية. وفي الواقع، كان تركيز العديد من المحاضرين طوال المؤتمر على ضرورة فهم ما يحدث على جميع المستويات من المستوى الكمي إلى المنتج أو الدواء في العالم الكلي الذي يمكننا رؤيته والشعور به واستخدامه. وكانت المجالات الأربعة التي ركزت عليها مسارات المؤتمر هي هندسة المواد، والطب الدقيق، والتصنيع من القاعدة إلى القمة، وإنترنت الأشياء.
وفقا لكاربيلوس، هناك اهتمام علمي واسع النطاق بفهم أصل القوة التحفيزية للإنزيمات على المستوى الجزيئي. في حين أن الفرضيات النظرية وحتى التجارب والنهج الحسابي شائعة، إلا أنها لا تزال بحاجة إلى فحصها بشكل نقدي. والآن قدم كاربيلوس والباحثون في مختبره بجامعة هارفارد محاكاة ديناميكية تربط بين اهتزازات الجزيء والتفاعلات الكيميائية.
ووفقا له، فإن الطبيعة فعالة للغاية في استخدام الطاقة في جميع العمليات الأساسية، لذلك سيكون من الممكن التعلم من المحاكاة كيف يمكن تنفيذ العمليات الصناعية بكفاءة. يعد المسح المستهدف بحثًا عن المخدرات أيضًا مجالًا يمكن استخدام المحاكاة فيه. وفي محاضرة عرض فيها إنزيما مسؤولا عن إعادة السكر إلى الدم عن طريق الخلايا التي ترفضه، وقال إن إسكات الجين الذي يعبر عن هذا الإنزيم يمكن أن يساعد في علاج مرضى السكري من النوع الثاني.
من أكبر المشاكل في صناعة الأدوية أن نسبة عالية جدًا من إجمالي عدد الأدوية التي تبدأ من جزيء واعد تفشل في الوصول إلى مرحلة التجارب السريرية أو اجتيازها، إما بسبب السمية (من المهم أن يعالج الدواء المرض) مشكلة طبية ولا تقتل المريض مسبقا.
إذا كان من الممكن في الخمسينيات تطوير ما بين 50 إلى 60 عقارًا مقابل مليار دولار، فمن المستحيل اليوم تطوير حتى دواء واحد. لقد تحسنت بشكل كبير طرق اكتشاف طرق العثور على الليغاندز، لكنها أدت في الواقع إلى انخفاض كفاءة العملية. تجربة في محاكاة جميع العمليات الكيميائية - من المستوى الكمي (القفزات والذبذبات) إلى مستوى التأثير على الجسم ومعرفة ما هي الأدوية غير السامة الموجودة بالفعل على الكمبيوتر وتوفير الوقت والكثير من مال.
وتحدث البروفيسور كاربيلوس لاحقًا عن الأدوية الشخصية والحاجة إلى تحليل الجينوم لعدد كبير من السكان من أجل تطوير أدوية تناسب فئة معينة من المرضى وليس للجماهير كما هو الحال اليوم، مما يؤدي إلى انخفاض معدل الشفاء وعلى الرغم من أن الأدوية الجديدة يتم إطلاقها باستمرار لعلاج العديد من أنواع السرطان، إلا أنه كان من الممكن أن تكون أكثر فعالية إذا تم إعطاؤها للأشخاص المناسبين لها من الناحية الجينية. وهنا أيضا يمكن أن تساعد المحاكاة، لأن علم البيانات يمكن حشده وتمكين تحليل الجينوم.
كاربيلوس، الذي اشتهر بعد تطوير برنامج لمحاكاة الجزيئات البيولوجية الكبيرة مع أرييه وارشيل ومايكل ليفيت، يواصل حتى يومنا هذا التعاون مع البروفيسور وارشيل، وهو مستخدم مخضرم لأنظمة محاكاة داسو في تجسيداتها المختلفة منذ حوالي ثلاثين سنين. وقال الرئيس التنفيذي لشركة داسو سيستيمز، برنارد تشارلز، إن التطورات التي حققها البروفيسور كاربيلوس في مجال البيولوجيا الجزيئية لا تزال تجلب إتاوات لجامعة هارفارد من أي برنامج يحتوي على مساهماته. وبحسب تشارلز (الذي سنتحدث عنه بالتفصيل في مقال منفصل)، فإن شراكة الأكاديمية في تطوير عمليات المحاكاة لمختلف مجالات العلوم أمر مهم، لأن المحاكاة العلمية والصناعية يجب أن تحتوي على جميع المعلومات الممكنة حول الظاهرة قيد الدراسة. ووفقا له، نظرا لانخفاض معدل التبرعات للجامعات، يمكن أن يكون ذلك مصدر دخل جيد لهم ويساعد أيضًا في تطوير المعرفة الإنسانية.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
