Please reload

التدوينات الحديثة

كيف يمكن للرياضيات محاربة مرض السرطان

 

مايقارب النصف من الشعب الكندي سيصاب بمرض السرطان في حياته. ووفقاً لمجتمع السرطان الكندي وعلى الصعيد العالمي يعد السرطان السبب الرئيسي الثاني للوفاة.

 

فعندما يظهر السرطان في جسم الإنسان يُنتج خلايا “عدوانية” وقادرة على تجنب آلية التحكم في نمو     الجسم. وهذه الخلايا تعد خلايا “اجتياحية” فتدخل الجسم وتسيطر على الانسجة المجاورة. وغالباً ماتكون “نقيلة” - تتجول وتستعمر مواقع متباعدة في الجسم.

 

أحد اعظم التحديات التي لم تحل حتى الآن تتعلق بإنتكاس حالة المرضى الذين يخضعون للعلاج الكيميائي، وظهور مقاومة العلاج الكيميائي في مرض السرطان.   

 

لقد طبقنا نهج حاسوبية وحسابية لفهم نمو السرطان والتحكم فيه لأكثر من عشر سنوات في مجموعة الطب الحسابي، بجامعة واترلو. وبالتعاون مع علماء الأحياء السرطانية وأطباء الأورام السريرية نحاول فهم بعض التحديات في علاج السرطان بما فيها مقاومة الأدوية والانتكاس.

 

تسمحلنا النماذج الحسابية للبحث بشكلٍ سريع وتحديد أكثر الأدوية المركبة فعالية لمرضى السرطان. وتساعدنا النماذج الحسابية أيضاً بالتعمق في فهمنا عن كيفية وسبب مقاومة الخلايا السرطانية للأدوية الكيميائية غالباً.

 

ونعتقد بأن إزدياد التعاون بين علماء الرياضيات وعلماء الأحياء السرطانية وأطباء الأورام السريرية سيؤدي إلى التقدم المستقبلي والإرتقاء بعلاج مرض السرطان.

 

تحدي مقاومة الأدوية

 

ويتضمن العلاج القياسي لمعظم أمراض السرطان مجموعةً تتكون من العملية الجراحية والعلاج الكيميائي و/أو العلاج بالأشعة.

وبشكلٍ عام، اثبتت أدوية العلاج الكيميائي فعاليتها في تدمير الخلايا السرطانية من خلال منعها من النمو والإنقسام. ولكن من الواضح انها تدميرها سلاحاً ذو حدين حيث تسبب طفرات في انسجة الخلايا الصحية والسليمة.

 

 

 

مصدر الصورة: unsplash

 

 

 

لا يعتمد شفاء المريض على التخلص من الخلايا السرطانية فقط، فنحن نحتاج أن نسيطر أو نتغلب على مقاومة الأدوية. وفي كل سنة يموت الآلاف المرضى من السرطان الانتكاسية الذي أصبح مقاوماً للعلاج الكيميائي.

 

يعتبر التركيب العلاجي إستراتيجية واعدة جداً - ولكنه يثير التساؤلات - عن كيفية إدارة الأدوية التي يمكن دمجها في تسلسلٍ لانهائي ومرتب.

 

ويمكن للنماذج الحسابية دراسة تلك الأنواع من الأسئلة حيث اقترح عالم الأحياء وطبيب الأورام السريرية أجهزة حديثة وقوية لإضافتها في مستودع المناهج المختبرية والسريرية.

 

تعرض هذه النماذج طريقة منطقية وفريدة من نوعها للبحث في عدد كبير من الاستراتيجيات الممكنة، من أجل تحديد أكثر الجرعات فعالية لتمديد فترة شفاء المريض.

 

يسبب العلاج الكيميائي المقاومة بنفسه

 

يركز فريقنا حالياً على اكتشاف مفهوم أعمق عن كيفية مقاومة الخلايا السرطانية للعلاج الكيميائي والتي تؤدي إلى الانكاسة.

 

ومن خلال دمج الرياضيات مع الدراسات الحسابية والتجريبية حاولنا أن نفهم كيف يمكن لتركيبات معينة من الأدوية المساعدة للتغلب على هذه المقاومة.

 

فليست جميع الخلايا السرطانية نشأت متماثلة، فهي تتنافس مع بعضها البعض ومن ينجو من هذا التنافس يقوم بنقل المعلومات الجينية إلى الخلايا الأبنة.

 

ويعد نقص السمات الموحدة بين الخلايا السكانية عامل مهم ويعوق استجابة العلاج في عدد من الأورام. ولدينا نظريتين تفسر ما سبق: 1) النظرية المعيارية” التطور النسيلي“. 2)” فرضية الخلايا الجذعية السرطانية“.

 

وتنص نظرية التطور النسيلي على أن أغلب الأورام تنشأ من خلايا مفردة من خلال تراكم العديد من التغيرات الجينية.

 

ومع ذلك، تشير فرضية الخلايا الجذعية السرطانية أن مجموعة فرعية فقط مما يسمى” بالخلايا البادئة للسرطان“ لديها القدرة على الانقسام الخلوي غير المحدود وبالتالي فهي تحرك حالة نمو الورم. وتعد هذه الخلايا عدوانية جداً، ذو حساسيةٍ أقل بتجاه الأدوية وهي قوة دافعة للنقائل (انشار الخلايا السرطانية إلى مواقع متباعدة) مؤدية إلى وفاة المريض في كثير من الأحيان.

 

نشر فريقنا أبحاث تتعلق بطبيعة الإتصالات وبـ نانو أي أس سي بتعاون مع عالمين من الأحياء السرطانية بمدرسة هارفرد الطبية - د.سنجوبتا و د.قولدمان - لإثبات إمكانية مقاومة الخلايا الجذعية غير-السرطانية للأدوية الكيميائية.

 

فهذا يعني إمكانية الحصول على المقاومة كنتيجة مباشرة للعلاج الكيميائي. وبذلك فهو يتحدى التفسير الحالي بأن المقاومة فطرية أو مكتسبة نتيجةً للطفرات العشوائية.

 

إلهام طب النانو

 

استخدمنا أيضاً النماذج الحسابية المندمجة مع البيانات التجريبية لفهم خصائص المقاومة للعلاج الكيميائي من الخلايا السرطانية وكيف تنجو من العلاج الكيميائي مع مرور الوقت

 

وبإستخدام الفأر كنموذج لسرطان الثدي العدواني - لقد أكدنا التنبؤات من النموذج الحاسبي - للتغلب على المقاومة والانتكاسة، بأنه يجب نقل تراكيب مهلكه من الأدوية في جسيمات صغيرة ( جُسيم صغير) إلى نفس الخلية.

 

تسلط هذه الأبحاث الضوء على أهمية عمل علماء الرياضيات و الأحياء السرطانية معاً. حيث أثبتوا جميعاً أن للرياضيات القدرة على فهم السرطان والتأثير العميق على نتائج العلاج.

 

تثبت الأستراتيجيات الحسابية والحاسوبية طريقة غير مؤلمة وسريعة وأقل تكلفة لفحص استراتيجيات مختلفة من الأدوية المركبة بالإضافة إلى فرضيات أخرى بإستخدام النماذج الحسابية.

 

يمكن للرياضيات أيضاً إلهام تصميم طب النانو!

المصدر

Share on Facebook
Share on Twitter
Please reload

تابعنا
ابحث بالتاق
Please reload

الارشيف
  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

Riyadh, Saudi Arabia

  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

الرياض، المملكة العربية السعودية