الذكاء الاصطناعي يحدد جينات محتملة مسؤولة عن خطر مرض باركنسون

بعد توظيفه في إدماج البيانات الجينية والبروتينية والدوائية وسجلات المرضى

الشرق الاوسط / لندن: د. وفا جاسم الرجب

في دراسة رائدة، استخدم باحثون من مركز «كليفلاند كلينك» للجينوم، في ولاية أوهايو الأميركية، تقنيات متقدمة للذكاء الاصطناعي، للكشف عن عوامل جينية مرتبطة بتطور مرض باركنسون، كما حددوا أدوية مُعتمدة من قِبل إدارة الغذاء والدواء الأميركية محتملة، يمكن إعادة استخدامها لعلاج هذا الاضطراب العصبي التنكسي، ما يمنح أملاً جديداً لملايين المرضى حول العالم.

البيولوجيا النظامية لفهم «باركنسون»

اعتمد الفريق البحثي على منهجية مبتكرة تُسمى البيولوجيا النظامية (systems biology) التي تدمج وتحلل أشكالاً متعددة من البيانات الجينية والبروتينية والدوائية وسجلات المرضى، باستخدام الذكاء الاصطناعي؛ حيث تتيح هذه الطريقة للباحثين تحديد أنماط وارتباطات قد لا تكون واضحة عند تحليل كل مجموعة بيانات على حدة.

ونُشرت الدراسة في مجلة «npj Parkinson’s Disease» في 22 يناير (كانون الثاني) 2025، برئاسة فيكسيونغ تشينغ، مدير مركز «كليفلاند كلينك» للجينوم. ورغم أن مرض باركنسون هو ثاني أكثر الاضطرابات التنكسية العصبية شيوعاً بعد الخرف؛ فليس هناك –حالياً- علاجات لإيقاف أو إبطاء تقدمه.

وكان هدف فريق البحث هو إيجاد علاجات تُعدِّل مسار المرض، وتغيير واقع هذه الحالة المُنهكة، كما تقول ليجون دو من مركز «جينوم كليفلاند كلينيك» ومعهد «الطب الجينومي»، والمؤلفة الأولى للدراسة.

كشف الألغاز الجينية لمرض باركنسون

وكان أحد التحديات الرئيسية في أبحاث باركنسون، هو تحديد الطفرات الجينية المسببة للأعراض. فكثير من الطفرات المرتبطة بالمرض توجد في مناطق غير مشفرة من الحمض النووي (دي إن إيه- DNA)، ما يُصعِّب تحديد الجينات المتأثرة. وكما أوضحت الدكتورة دو، فإن المتغيرات في المناطق غير المُشفرة يمكن أن تؤثر على وظيفة الجينات؛ لكن تحديد الجينات المتأثرة في مرض باركنسون هو عقبة كبيرة.

دمج البيانات الجينية والدوائية

وبناء على ذلك، استخدم الباحثون الذكاء الاصطناعي لدمج وتحليل البيانات الجينية والبروتينية والدوائية، وبيانات المرضى، وكشفوا عن أنماط قد لا ترصدها طرق البحث التقليدية.

ثم قام الفريق بمقارنة المتغيرات الجينية المرتبطة بمرض باركنسون مع قواعد بيانات خاصة بالحمض النووي (دي إن إيه) والتعبير الجيني في الدماغ. وهو ما مكَّنهم من تحديد الجينات في الدماغ التي تتأثر بالمتغيرات غير المُشفرة، ثم دمجوا هذه النتائج مع بيانات البروتينات والتفاعلات الجينية لتحديد جينات خطر محتملة، مثل «SNCA» و«LRRK2» التي تُسبب التهابات في الدماغ عند اختلالها.

إعادة استخدام الأدوية الحالية

ومع قيام فريق البحث بتحديد جينات الخطر، حوَّل الفريق انتباهه إلى البحث عن أدوية موجودة يمكنها استهداف هذه الجينات؛ حيث إن تطوير أدوية جديدة من الصفر عملية طويلة ومكلفة، وقد تستغرق حتى 15 عاماً للحصول على الموافقة. وحسبما أفاد به تشينغ، فإن مرضى باركنسون لا يستطيعون الانتظار هذه المدة كلها؛ لكن إعادة استخدام أدوية مُعتمدة قد تُقلص الوقت اللازم لتقديم خيارات علاجية جديدة.

ومن خلال قواعد البيانات الدوائية حدد الباحثون أدوية مرشحة، منها دواء «سيمفاستاتين- simvastatin» الخافض للكولسترول. وبتحليل السجلات الصحية الإلكترونية وجدوا أن الأفراد الذين يتناولون هذا الدواء كانوا أقل عُرضة للتشخيص بمرض باركنسون. كما تضمنت القائمة أدوية مُثبطة للمناعة ومضادة للقلق، ستخضع لمزيد من الاختبارات المعملية.

تسريع الاكتشاف بالذكاء الاصطناعي

وعادة ما تستغرق الطرق التقليدية لتحديد الجينات والبروتينات والأدوية وقتاً طويلاً، وتستهلك موارد كثيفة؛ لكن النهج القائم على الذكاء الاصطناعي سمح للفريق بتبسيط العملية.

وقد استخدم الفريق التحليلات القائمة على «الشبكات التكاملية integrative network-based analyses» (هو نهج متعدد التخصصات يستخدم لدراسة الأنظمة المعقدة من خلال تمثيلها كشبكات من العناصر المترابطة، ويوفر إطاراً لفهم بنية وسلوك وديناميكيات الأنظمة المختلفة من التفاعلات إلى العمليات البيولوجية والبنية التحتية التكنولوجية). وهذه العملية سَرَّعت الاكتشاف بشكل كبير، مما زاد من فرص إيجاد حلول فعالة للمرضى.

أما الخطوة التالية فهي اختبار عقار «سيمفاستاتين» مع أدوية واعدة أخرى مثبطة للمناعة ومضادة للقلق، في دراسات مختبرية، لتقييم فعاليتها في علاج باركنسون. وقد ساهم النهج القائم على الذكاء الاصطناعي في تسريع تحديد العلاجات المحتملة، وإذا نجحت فقد تُقدِّم هذه الأدوية أملاً جديداً بإبطاء أو إيقاف تقدم المرض.

إمكانات تحويلية ذكية

تسلط هذه الدراسة الضوء على الإمكانات الثورية للذكاء الاصطناعي في البحث الطبي؛ خصوصًا في الأمراض المعقدة مثل باركنسون. ومن خلال الجمع بين البيولوجيا النظامية والذكاء الاصطناعي، تمكن الباحثون من الكشف عن الأسس الجينية وتسريع تطوير علاجات مُلحَّة.

ومع ازدياد شيوع الأمراض التنكسية العصبية بسبب تقدم السكان في العمر، تُقرِّبنا مثل هذه الابتكارات من مستقبل يمكن فيه إدارة هذه الأمراض أو حتى علاجها. وتقدم نتائج هذه الدراسة منارة أمل للمرضى وعائلاتهم، وتُظهر كيف يمكن للتكنولوجيا المتطورة تمهيد الطريق لتقدمات طبية غير مسبوقة.

اقرأ أيضاً

• المعلومات الجينية قد تنبئ بالأمراض العصبية والنفسية

المزيد عن: الجينات العالم