تسخير الفيزياء والرياضيات في خدمة العلوم الطبية

تطوير عقارات جديدة لكبح النمو الرئيس ومسارات الأورام الخبيثة في السرطان

نجح باحثون من مركز أبحاث السرطان الشاملة في جامعة يتشيغن الأميركية في تطوير نموذج رياضي يساعد على فهم الآلية التي يتطور من خلالها مرض السرطان والطريقة التي يمكن أن يتم إيقافه بوساطتها أيضًا، وذلك عن طريق الاستعانة بمفاهيم ومبادئ علمي الرياضيات والفيزياء.

وتنطوي بيولوجيا السرطان التقليدية على أخذ عينة من الخلايا والإبقاء عليهم في الوقت المناسب حتى تتاح الفرصة لوضعهم تحت مجهر الدراسة. بعدها سيقوم الباحثون بالنظر إلى هذه القطعة من الخلايا من أجل فهم هوية الإشارات والطرق التي تشترك في تلك العملية.

وأضافت ميراجفر، حسب ما أورده موقع إيلاف، التي تشغل أيضًا منصب أستاذ الطب الداخلي بالمركز التابع لجامعة ميتشيغن: ” تعد الخلية الحية عملية ديناميكية. ونحن نريد أن نأخذ بعين الاعتبار خصائص الفيزياء من أجل مساعدتنا على فهم تلك البيانات. ومن أجل تصنيع عقار موجه ضد جزء معين يعلق عليه الباحثون آمالاً عريضة لمعالجة مرض السرطان، كما أننا نريد أيضًا فهم الآلية التي يجلس من خلالها هذا الجزيء بداخل الخلية، والتفاعل مع باقي الجزيئات “.

وقد تمكن الباحثون حتى الآن من تطوير نموذج رياضي متطور من أجل مساعدة الباحثين على تطبيق تلك المفاهيم على السرطان. وقد تم تصميم النموذج الرياضي من أجل المساعدة في إعطاء الباحثين صورة كاملة عن الطريقة التي تتفاعل من خلالها الخلايا مع البيئة المحيطة بها. وبفهم التعقيد التام للمسارات ذات الدلالة، يمكن للباحثين استهداف الطرق العلاجية بشكل أفضل بالإضافة لتحديد أفضل وأحدث الطرق العلاجية وأكثر مفعولا ً.

وكشف النموذج الجديد عن أن أحد المسارات ذات الدلالة الشهيرة والرئيسية تنقل المعلومات بصورة طبيعية ليس فقط في اتجاه أمامي، لكن إلى الخلف أيضا ً. ويتضمن ذلك اعتبارات جديدة خاصة بتطوير العقارات لكبح النمو الرئيس ومسارات الأورام الخبيثة في السرطان. وقد غاب هذا الحديث المتبادل بوساطة طرق تقليدية. وعلى غرار ذلك، عندما يبدأ الباحثون في النظر إلي أحد الخلايا، يجب أن يطرحوا افتراضات لتبسيط صورة ما يحدث في الخلايا. وأوضحت ميراجفر:” عندما تطرح افتراضات مبسطة، فإنك عرضة دائما لخطر القضاء على الجوانب الحاسمة لنظامك، لكنك لا تمتلك أي طريقة لمعرفة ما تم نبذه لأنك لم تنظر مطلقًا للقضية المعقدة”.

هذا ويسمح النموذج من الناحية الرياضية أو الحسابية للباحثين بالنظر إلى القضية المعقدة بطريقة أكثر شمولاً. وأشارت ميراجفر في ساق حديثها:” تعد طريقة فهم الآلية التي يمكن خلالها تطبيق قوانين الطبيعة أو الفيزياء على الأنظمة البيولوجية جبهة بحثية جديدة “.