علماء يطورون نموذجا رقميا للتنبؤ باستجابة الخلايا للأدوية

طور علماء من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو الأمريكية نموذجا رقميا يعتمد على الذكاء الاصطناعي والتصوير رباعي الأبعاد,

يمكنه محاكاة الخلايا والتنبؤ بكيفية استجابتها للأدوية, بما قد يسهم في تسريع اكتشاف علاجات جديدة.  

     واعتمد العلماء على تقنية التصوير رباعي الأبعاد لمراقبة التغيرات التي تطرأ على الميتوكوندريا, وهي أجزاء داخل الخلايا مسؤولة عن إنتاج الطاقة, وتتغير أشكالها باستمرار استجابة لحالة الخلية والبيئة المحيطة بها, ما يجعلها مؤشرا مهما على كيفية تفاعل الخلايا مع الأدوية.  

     وجمع الفريق البحثي نحو 40 ألف تسجيل رباعي الأبعاد لخلايا سرطانية عولجت بـ25 مركبا مختلفا, واستخدم هذه البيانات لتدريب نموذج للذكاء الاصطناعي على تحليل شكل الميتوكوندريا وحركتها, والتغيرات التي تطرأ عليها بمرور الوقت.  

     وتمكن النموذج من التمييز بين آليات عمل الأدوية المختلفة بدقة بلغت 75 بالمئة, مقارنة بـ56 بالمئة عند استخدام الصور ثنائية الأبعاد, ما أظهر أن إضافة عامل الزمن توفر معلومات أكثر دقة عن التغيرات التي تحدث داخل الخلايا عند تعرضها للعلاجات.  

     كما طور العلماء "توائم رقمية" للخلايا, وهي نماذج افتراضية تحاكي سلوك الخلايا الحقيقية, وتتيح للباحثين اختبار كيفية تغيرها واستجابتها عند تعرضها لمركبات دوائية مختلفة.  

     وأشار العلماء إلى أن هذه النماذج الافتراضية يمكن أن تساعد في توقع استجابة الخلايا لبعض الأدوية قبل إجراء تجارب إضافية عليها,

الأمر الذي قد يوفر للباحثين وسيلة أكثر كفاءة لدراسة تأثير العلاجات المحتملة.  

     ويأمل الفريق البحثي أن تسهم هذه التقنيات مستقبلا في تسريع اكتشاف الأدوية, من خلال الجمع بين التصوير رباعي الأبعاد والذكاء الاصطناعي لفهم التغيرات التي تحدث داخل الخلايا واستجابتها للعلاجات بصورة أكثر تفصيلا.