تقنية حاسوبية جديدة تتبع انتشار خلايا السرطان بالجسم

قام الباحثون بتطوير طريقة حسابية جديدة تزيد من قدرة تتبع انتشار الخلايا السرطانية في الجسم من جزء إلى آخر، حيث يمكن أن تؤدي هجرة الخلايا إلى حدوث مرض انتقائي، وهو المرض الذي يسبب حوالي 90% من الوفيات الناجمة عن الأورام الصلبة، والتي تشمل الثدي والبروستاتا والقولون. وفهم العوامل المسببة لحدوث الأورام الخبيثة يمكن أن يؤدي إلى ظهور علاجات جديدة تستهدف عملية انتشار السرطان في الجسم .

تم تطوير تقنية حاسوبية جديدة لتتبع انتشار خلايا السرطان في الجسم
طور باحثون من جامعة برينستون طريقة حسابية جديدة، تزيد من القدرة على تتبع انتشار الخلايا السرطانية من جزء من الجسم إلى جزء آخر، وال بن رافائيل أستاذ علوم الكمبيوتر في جامعة برينستون وكبير مؤلفي البحث الجديد : ” كان واحدا من أكبر الألغاز التي واجهتنا هي : هل هناك تغييرات محددة أو طفرات تحدث داخل هذه الخلايا تسمح لهم بالهجرة ؟ “، وقد قدم رافائيل وزملاؤه في دراسة نشرت في عدد مايو من مجلة Nature Genetics، خوارزمية يمكنها تتبع الورم الخبيث والسرطانات، عن طريق دمج بيانات تسلسل الحمض النووي مع معلومات حول مكان وجود الخلايا في الجسم، وهذه التقنية أطلقوا عليها MACHINA، وهي تعتمد على ” التحليل التكاملي للانتقال التاريخ النقيلي ” .

وقال رافائيل : تمكنت هذه الخوارزمية الجديدة من استنتاج ما حدث في الماضي فيما يتعلق بالإصابة بورم خبيث، من خلال بيانات تسلسل الحمض النووي التي تم الحصول عليها حاليا. وتنتج هذه التقنية صورة أكثر وضوحا لتاريخ هجرة الخلايا السرطانية مقارنة بالدراسات السابقة التي اعتمدت على تسلسلات الـ DNA فقط، واستنتجت بعض هذه الدراسات أنماطا معقدة للهجرة لا تعكس المعرفة الحالية في بيولوجيا السرطان. وقال رافائيل: “البيانات التي نحصل عليها في الوقت الحالي معقدة للغاية، ولكن البيانات المعقدة لا تتطلب دائما تفسيرات معقدة .

ما قام به الباحثون
من خلال تتبع طفرات وحركات الخلايا، وجدت تقنية MACHINA أن الأمراض المنتشرة في بعض المرضى، يمكن أن تنجم عن عدد أقل من الهجرات الخلوية مما كان يعتقد سابقا، على سبيل المثال، في أحد مرضى سرطان الثدي، اقترح أحد التحليلات المنشورة سابقا أن المرض النقيلي نتج عن 14 حدثا هجريا منفصلا، بينما اقترحت تقنية MACHINA أن ورما ثانويا واحدا في الرئة قام بنشر النقائل المتبقية من خلال خمس هجرات خلوية فقط، وبالإضافة إلى مجموعة بيانات سرطان الثدي، قام رافائيل وفريقه بتطبيق خوارزمية تحليل أنماط الانبثاث من مرضى سرطان الجلد وسرطان المبيض وسرطان البروستاتا .

دقة تقنية MACHINA
ساهمت العديد من الميزات الإضافية في تحسين دقة MACHINA، حيث تحتوي الخوارزمية على نموذج لهجرة الخلايا المختلفة جينيا، استنادا إلى أدلة تجريبية تشير إلى قدرة الخلايا الورمية على التنقل مجتمعة إلى مواقع جديدة في الجسم. يتغلب هذا النهج على العديد من التحديات المرتبطة بتحليل البيانات “الصعبة”، التي تنتج عن تسلسل DNA للأورام. صرح أندريا سوتوريفا، زميل البحث والسرطان في معهد أبحاث السرطان في لندن، قائلا: “أتوقع أن تنتشر هذه الطريقة الجديدة على نطاق واسع بين المجتمع الجينومي، وستسلط الضوء على مراحل تطور السرطان الأكثر فتكا .

الخطط المستقبلية للعلماء
تمهد تقنية MACHINA الطريق لفحص نماذج الانبثاث في مجموعات كبيرة من مرضى السرطان، والتي يمكن أن تكشف عن الطفرات الرئيسية التي تسبب انتشار أنواع مختلفة من السرطان، ويخطط رافاييل لتعزيز قوة هذه التقنية من خلال دمج بيانات DNA الورم وخلايا الورم التي تدور في مجرى الدم، بالإضافة إلى التغيرات الجينية وهي التعديلات الكيميائية العكسية للحمض النووي .

يقول رافائيل : يشبه الحصول على خوارزمية أفضلالحصول على مجهر أدق، فعند النظر إلى الطبيعة باستخدام عدسة مكبرة يمكن أن تفوت تفاصيل مهمة، أما عند النظر إليها باستخدام مجهر، فيصبح بإمكان المشاهد رؤية المزيد من التفاصيل .

المصدر : ساينس ديلي