درمان سرطان

به گزارش مجاهدت از مشرق، گروهی از محققان با کمک یک سیستم هوش مصنوعی به نام Pharma AI که برای کشف داروها استفاده می‌شود، توانسته‌اند در عرض فقط ۳۰ روز درمانی را برای یک نوع سرطان پیدا کنند. همچنین سیستمی دیگر با هوش مصنوعی ساخته شده است که می‌تواند شانس بقای بیمار را پیش‌بینی کند.

به گزارش مجاهدت از نیویورک پست، دانشمندانی از دانشگاه تورنتو و شرکت Insilico Medicine با کمک هوش مصنوعی، برای شایع‌ترین نوع سرطان کبد موسوم به کارسینوم هپاتوسلولار (HCC) درمانی پیدا کرده‌اند. آن‌ها برای انجام این کار یک پایگاه داده هوش مصنوعی از ساختارهای پروتئینی به نام AlphaFold را به Pharma AI دادند. سپس این سیستم روشی را برای درمان HCC پیدا کرد که پیش‌تر شناخته نشده بود.

این دارو فقط در عرض یک ماه و تنها پس از تکمیل هفت ترکیب ساخته شد. محققان پس از ایجاد دومین ترکیب درمانی، مولکول هدف جدیدی را پیدا کردند که می‌تواند برای درمان این نوع سرطان استفاده شود. بااین‌حال، همه داروهای بالقوه باید پیش از مصرف عمومی از مرحله آزمایش‌های بالینی عبور کنند.

هوش مصنوعی زایا این‌بار به کمک درمان سرطان می‌آید

«الکس ژاوورونکوف»، بنیان‌گذار و مدیرعامل Insilico Medicine می‌گوید: «درحالی‌که دنیا از پیشرفت‌های هوش مصنوعی زایا در حوزه هنر و زبان به وجد آمده بود، الگوریتم‌های هوش مصنوعی زایای ما با کمک ساختار برگرفته از پایگاه داده AlphaFold یک بازدارنده بالقوه جدید را طراحی کرد.»

«مایکل لویت»، برنده نوبل شیمی، درباره این دستاورد می‌گوید: «این مقاله گواه دیگری بر ظرفیت هوش مصنوعی در افزایش سرعت، بهره‌وری و دقت فرایندهای کشف دارو است. با تلفیق توانایی پیش‌بینی AlphaFold و قدرت کشف هدف و طراحی دارو در پلتفرم Pharma AI از Insilico Medicine، می‌توان تصور کرد که در آستانه عصر جدیدی از کشف داروها با هوش مصنوعی قرار داشته باشیم.»

نتایج این پژوهش در مجله Chemical Science منتشر شده است.

علاوه‌براین، محققان دانشگاه بریتیش کلمبیا و BC Cancer در مطالعه‌ای مستقل توانسته‌اند هوش مصنوعی جدیدی بسازند که قادر است از روی وضعیت بیمار و یادداشت‌های پزشک نرخ بقای فرد را با دقت ۸۰ درصدی پیش‌بینی کند. این سیستم برای همه انواع سرطان‌ها قابل استفاده است. نتایج این پژوهش که روی ۴۷,۶۲۵ نفر آزمایش شده، در مجله JAMA Network Open به چاپ رسیده است.

به گزارش مجاهدت از مشرق به نقل از ساینس دیلی، پیشرفت‌های پزشکی و فناوری به دانشمندان کمک کرده است تا درمان‌های مؤثرتری برای سرطان ابداع کنند. با این حال، این درمان‌ها می‌توانند به سلول‌های سالم نیز آسیب برسانند و اغلب باعث ایجاد عوارض جانبی شدید در بیماران می‌شوند.

دانشمندان دانشگاه آدام میکیویچ (Adam Mickiewicz) لهستان، در جست‌وجوی داروهای احتمالی سرطان با عوارض جانبی کمتر، گلیکوآلکالوئیدها، مواد فعال زیستی موجود در بسیاری از سبزیجات مانند سیب‌زمینی و گوجه‌فرنگی را برای کارایی بالقوه‌شان در درمان سرطان بررسی کردند. چه کسی می‌داند؟ شاید داروهای آینده سرطان را بتوان از گلیکوآلکالوئیدها فرموله کرد.

مکدالنا وینکیل (Magdalena Winkiel) از پژوهشگران این پژوهش در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: دانشمندان در سراسر جهان همواره در جستجوی داروهایی هستند که برای سلول‌های سرطانی کشنده باشند، اما در عین حال برای سلول‌های سالم بی‌خطر باشند. اما این کار هنوز با وجود پیشرفت‌های پزشکی و توسعه شگرف روش‌های درمانی مدرن، آسان نیست. به همین دلیل است که شاید بهتر باشد به گیاهان دارویی برگردیم که سال‌ها پیش با موفقیت در درمان بیماری‌های مختلف استفاده می‌شدند. معتقدم که ارزش بررسی مجدد خواص آنها و شاید کشف مجدد پتانسیل آنها وجود دارد.

کار بر روی پنج گلیکوآلکالوئید

این گروه پژوهشی روی پنج گلیکوآلکالوئید به نام‌های سولانین، چاکونین، سولاسونین، سولامارژین و توماتین کار کردند که در عصاره‌های خام خانواده گیاه سولاناسه (Solanaceae) وجود دارند که به نام بادنجانیان نیز شناخته می‌شوند.

خانواده گیاهی بادنجانیان شامل چندین غذای رایج مصرفی همراه با بسیاری از مواد سمی است که در نتیجه آلکالوئیدهایی است که برای محافظت از خود در برابر حیوانات گیاه‌خوار تولید می‌کنند. با این حال، پژوهش‌های قبلی نشان می‌دهد که این سم‌ها می‌توانند در صورت مصرف در دوز صحیح به دارو تبدیل شوند.

گلیکوآلکالوئیدها به دلیل مهار رشد سلول‌های سرطانی و به طور بالقوه کشتن آنها شناخته شده‌اند. بنابراین، گلیکوآلکالوئیدها پتانسیل بسیار زیادی برای درمان‌های آینده دارند، زیرا این مناطق هدف مهمی برای تحت کنترل گرفتن سرطان و بهبود پیش‌آگهی بیماران هستند.

پژوهش‌های که از طریق شبیه‌سازی کامپیوتری انجام شد، نشان داد که گلیکوآلکالوئیدها سمی نیستند و خطر آسیب رساندن به دی‌ان‌ای (DNA) یا ایجاد تومورهای آینده را ندارند، اگرچه در آنجا خطر تأثیرگذاری بر سیستم تولید مثل را به همراه دارند.

وینکیل می‌گوید: حتی اگر نتوانیم داروهای ضد سرطانی را که امروزه استفاده می‌شوند، جایگزین کنیم، شاید یک درمان ترکیبی، اثربخشی این درمان‌ها را افزایش دهد. سؤال‌های زیادی وجود دارد، اما بدون دانش دقیق از خواص گلیکوآلکالوئیدها ما نمی‌توانیم به پاسخ آنها پی ببریم.

هنر برجسته سولانین و چاکونین

پس از انجام پژوهش‌های آزمایشگاهی و حیوانی برای ارزیابی این که کدامیک از گلیکوآلکالوئیدها بی‌خطر و به اندازه کافی برای آزمایش روی انسان امیدوارکننده هستند، گروه پژوهشی، سولانین و چاکونین که گلیکوآلکالوئیدهای موجود در سیب زمینی هستند را برجسته کردند. با این حال، مقدار آنها در سیب زمینی بسته به نوع و همچنین دما و شرایط نوری که در معرض آن قرار گرفته متفاوت است.

سولانین از متاستاز و همچنین از تبدیل ترکیبات سرطان‌زا به مواد سرطان‌زا در بدن جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، پژوهش‌ها روی نوع خاصی از سلول‌های سرطان خون نشان داد که سولانین می‌تواند سلول‌های سرطانی را در صورت استفاده در دوزهای درمانی از بین ببرد.

پژوهشگران می‌گویند، چاکونین نیز پتانسیل استفاده برای درمان سپسیس(گندخونی) را دارد، زیرا اثرات ضد التهابی دارد.

سولامارژین نیز تولید مثل سلول‌های سرطانی کبد را مهار می‌کند و سلول‌های بنیادی سرطانی را هدف قرار می‌دهد که انتظار می‌رود نقش مهمی در مقاومت دارویی سرطان ایفا کنند. بنابراین می‌تواند به عنوان یک درمان مکمل، حیاتی باشد.

همچنین تصور می‌شود که سولاسونین که در گیاهان مختلف خانواده بادنجانیان وجود دارد با هدف قرار دادن همان مسیر به سلول‌های بنیادی سرطانی حمله می‌کند. حتی گوجه فرنگی‌ها نیز این پتانسیل را دارند که در آینده در پزشکی مورد استفاده قرار گیرند، زیرا توماتین به بدن کمک می‌کند تا چرخه سلولی را تنظیم کند و بتواند سلول‌های سرطانی را از بین ببرد.

این گروه پژوهشی خاطرنشان کرد که پژوهش‌های بیشتری مورد نیاز است تا مشخص شود که چگونه این پتانسیل آزمایشگاهی می‌تواند به بهترین وجه به پزشکی در دنیای واقعی منتقل شود.

به گزارش مجاهدت از مشرق،  سرطان یکی از شایع‌ترین و ویرانگرترین بیماری‌ها در جامعه است و یافتن راه‌های جدیدی برای درمان آن چالش علمی دیرینه‌ای است. پروتئینی به نام p۵۳ نقش مهمی در پاسخ ایمنی بدن دربرابر سرطان دارد و هدف جالبی برای درمان سرطان است. بدن ما برای پیشگیری از رشد و تقسیم کنترل‌نشده سلول‌ها به p۵۳ وابسته است. پروتئین p۵۳ «نگهبان ژنوم» نامیده می‌شود، زیرا می‌تواند از تبدیل سلول‌های دارای آسیب DNA به سلول‌های سرطانی جلوگیری کند. در عمل، اگر این پروتئین آسیبی را تشخیص دهد که بتواند موجب شود سلول‌ها رشد کرده و تومور ایجاد کنند، آن سلول‌ را غیرفعال می‌کند.

در تقریباً ۶۰ درصد از تمام سرطان‌ها، p۵۳ از بین رفته یا آسیب دیده است و بدین‌ترتیب، رایج‌ترین ویژگی مشترک بین سرطان‌های انسانی است. بنابراین، وارد کردن پروتئین p۵۳ به سلول‌های سرطان راهی مؤثر برای درمان این بیماری است. اگرچه این کار دشوارتر از چیزی است که به‌ نظر می‌رسد. پروتئین p۵۳ پروتئین نسبتاً بزرگ و سستی است. سلول‌های ما مقادیر زیادی از آن را تولید نمی‌کنند. این پروتئین به‌راحتی تجمع پیدا می‌کند و عملکرد آن متوقف می‌شود. علاوه‌براین، پس از اینکه ساخته می‌شود، به‌سرعت تجزیه می‌شود.

پژوهشگران برای یافتن راه‌حلی برای این مشکل، نحوه برخورد طبیعت با پروتئین‌های مشابه را بررسی کردند.جالب این است که «اسپیدروین‌ها»، پروتئین‌هایی که عنکبوت برای ساختن ابریشم خود از آن استفاده می‌کند، کمی مانند p۵۳ هستند. آن‌ها نیز بزرگ و سست هستند و به‌راحتی در کنار هم جمع می‌شوند؛ اما برخلاف p۵۳، بخش کوچک و فشرده‌ای (که دامنه نامیده می‌شود) روی آن‌ها را می‌گیرد که بسیار پایدار است و به‌راحتی می‌تواند توسط ماشین‌آلات تولید پروتئین سلولی ساخته شود.

پژوهشگران در مطالعه‌ای که اخیراً در مجله‌ی Structure منتشر شد، بخش کوچکی از پروتئین ابریشم عنکبوت (یک دامنه) را به پروتئین p۵۳ انسانی متصل کردند. وقتی آن‌ها در آزمایشگاه، این پروتئین ترکیبی را به سلول‌ها وارد کردند، سلول‌ها مقادیر بسیار زیادی از آن را تولید کردند. پژوهشگران برای درک علت این مسئله، پروتئین مذکور را با میکروسکوپ الکترونی، شبیه‌سازی‌های کامپیوتری، رزونانس مغناطیسی هسته‌ای و طیف‌سنجی جرمی تجزیه‌وتحلیل کردند. این آزمایش‌ها به ما می‌گویند که قسمت‌های مختلف پروتئین در کجا قرار دارند و چگونه با هم کار می‌کنند.

مشاهدات پژوهشگران نشان داد سست‌ترین قسمت پروتئین p۵۳ مانند نخی دور دوک، در اطراف دامنه ابریشم عنکبوت پیچیده شده بود. دامنه ابریشم عنکبوت با چرخاندن پروتئین به این شکل، آن را از دستگاه تولید سلولی بیرون می‌کشید و درنتیجه پروتئین بیشتری تولید می‌شد. پژوهشگران برای آزمایش این موضوع که آیا پروتئین ترکیبی «ابریشم-پی۵۳» عنکبوت فعال است، آن را درون سلول‌های سرطانی قرار دادند که حاوی ژن‌های گزارشگر بودند. اگر p۵۳ ژن‌هایی را فعال می‌کرد که رشد سلول را متوقف می‌کنند، ژن‌های گزارشگر موجب می‌شدند سلول بدرخشد.

در کمال تعجب، پروتئین ترکیبی، نسبت‌به p۵۳ طبیعی، موجب پاسخ قوی‌تری شد که بدین معنا است که می‌توان از دامنه ابریشم عنکبوت برای افزایش توانایی p۵۳ برای غیرفعال کردن سلول‌های سرطانی استفاده کرد. البته هیچ‌یک از یافته‌هایی که تاکنون حاصل شده است، به منزله‌ی درمان جدید سرطان نیستند، اما فرصت‌های جدیدی ایجاد می‌کنند: می‌توانیم از این دانش برای طراحی دامنه‌های پروتئینی جدیدی استفاده کنیم که میزان سستی و بی‌ثباتی p۵۳ را کاهش می‌دهند و تولید آن را آسان‌تر می‌کنند.

اگر RNA یعنی الگوی ژنتیکی نحوه ساخت p۵۳ را به سلول‌ها تحویل دهیم، می‌توانیم دامنه‌های اصلاح‌شده ابریشم عنکبوت را برای افزایش توانایی سلول‌ها برای تولید این پروتئین، اضافه کنیم. پژوهشگران در مراحل بعدی بررسی خواهند کرد که سلول‌های سالم انسان تا چه حد پروتئین‌های ابریشم عنکبوت را تحمل می‌کنند و اینکه آیا اضافه کردن این پروتئین طول عمر پروتئین p۵۳ را درون سلول‌ها افزایش می‌دهد یا خیر.