انقلابی نوین در تشخیص عامل مولکولی بیماری‌ها

انقلابی نوین در تشخیص عامل مولکولی بیماری‌ها

جام جم آنلاین: 3 دانشمند ایرانی با ابداع شیوه‌ای جدید در عرصه دانش نوین بیولوژی سیستمی افقی جدید در تشخیص و درمان بیماری‌های پیچیده و صعب‌العلاج نظیر انواع سرطان‌ها، اسکیزوفرنیا، افسردگی حاد اعتیاد و سایر بیماری‌ها و اختلالات روانی گشودند. 

 

این شیوه جدید که از سوی دکتر عفت امامیان دانش‌آموخته دانشگاه علوم پزشکی تهران، دکتر مهدی برادران طهوری دانش‌آموخته دانشگاه‌های صنعتی شریف و استنفورد و دکتر علی عبدی دانش‌آموخته دانشگاه علوم پزشکی تهران ابداع شده می‌تواند تاثیر مولکول‌های مختلف را در بروز بیماری‌های پیچیده مشخص کند و کلیدی برای شناسایی عوامل اصلی بیماری‌ها و مهار آنها باشد.

دکتر عفت امامیان که در حال حاضر به عنوان رئیس شرکتی موسوم به فناوری‌های پیشرفته برای تکنیک‌های درمانی جدید، تحقیقات خود را بر شناسایی عوامل مولکولی موثر در بیماری‌ها متمرکز کرده به خبرنگار «جام‌جم» می‌گوید: بیماری‌ها از نظر علت 2 دسته هستند: برخی مثل‌ هانتینگتون براساس اختلال در عملکرد یک مولکول مشخص بروز می‌کند ولی بخش عمده بیماری‌ها از نظر مولکولی پیچیده و ناشی از اختلال در عملکرد صحیح هر سلول هستند که از تعداد زیادی مولکول‌های مختلف تشکیل شده و مستلزم کارایی درست مجموعه‌ای از مولکول‌هاست که اختلال در عملکرد آنها می‌تواند کارایی سلول را مختل کند و باعث بروز بیماری شود.

وی ادامه می‌دهد: دانشمندان از سال‌ها پیش به نقش مولکول‌های مختلف در بروز بیماری‌های پیچیده پی برده‌اند و برای بررسی علت آنها روی تک تک مولکول‌های دخیل در بیماری متمرکز می‌شوند و عملکرد مولکول را به صورت منفرد بررسی می‌کنند. طی 4 سال اخیر رویکرد جدیدی موسوم به بیولوژی سیستمی در عرصه تحقیقات زیست شناسی سلولی، مولکولی و بررسی بیماری‌های ایجاد شده که در بیماری‌های پیچیده سلول را به عنوان یک سیستم پیچیده مرکب از مولکول‌های مختلف مورد بررسی قرار می‌دهد. ما در تحقیقات خود با الهام از روش‌های مهندسی شناسایی اختلالات مدارات پیشرفته الکتریکی موفق به ابداع روشی شدیم که می‌تواند با مدلسازی شبکه‌های مولکولی پیچیده داخل سلول، نقش هر یک از مولکول‌ها را در اختلالات سلولی و بروز بیماری‌ها مشخص کند.

به گفته امامیان، در رشته‌های مهندسی روش‌هایی وجود دارد که در صورت اختلال در یک مدار پیچیده که از هزاران هزار گره تشکیل شده، هر یک از اجزا در بروز اختلال موثر هستند. ایده طرح ما مبتنی بر مدلسازی شبکه‌های داخل سلولی است؛ به نحوی که بتوانیم قادر به تحلیل آن و تعیین اهمیت هر مولکول داخل شبکه و میزان تاثیر اختلال آن در مختل شدن کل سیستم و ایجاد بیماری باشیم. در بیماری‌های پیچیده مثل اسکیزوفرنیا که عامل آن پس از سال‌ها تحقیق همچنان نامشخص است، هر از چند گاهی یک مولکول به عنوان عامل اصلی بیماری معرفی می‌شود، ولی مشخص نیست کدام مولکول واقعا موثرتر است. روش ما می‌تواند به عنوان مثال شبکه‌های مولکولی سلول‌های عصبی را بررسی و بر اساس میزان تاثیر هر مولکول در بیماری، عددی را به آن نسبت داده و آنها را رتبه‌بندی کند. با مشخص شدن این که کدام مولکول‌ها نقش بیشتری در بروز بیماری دارند، می‌توان درمان بیماری را به رفع اختلال در آن مولکول متمرکز کرد و از بین مولکول‌های مختلف موثر در بیماری، آنهایی را که در بیماری موثرتر و هدف گرفتن آنها در روند درمان کم خطرتر است، مشخص کرد.

وی با بیان این‌که تکنیک ابداعی می‌تواند کلید شناسایی مولکولی بیماری‌های پیچیده از جمله انواع سرطان‌ها، بیماری‌ها و مشکلات روانی مثل اسکیزوفرنیا، اعتیاد، افسردگی و غیره باشد، می‌گوید: بیماری‌های روانی و سرطان از شایع‌ترین بیماری‌ها محسوب می‌شوند؛ به طوری که حدود یک درصد مردم به اسکیزوفرنیا مبتلا هستند و حدود 25درصد زنان در طول زندگی یک حمله حاد افسردگی را تجربه می‌کنند. مشکل مضاعفی که بیماری‌های روانی و اعتیاد دارند، این است که نه تنها فرد بلکه جامعه را تحت تاثیر قرار می‌دهند و لذا شناخت عوامل مولکولی موثر در بروز چنین بیماری‌های پیچیده روانی می‌تواند گام مهمی در ارتقای سلامت جامعه باشد.

این پژوهشگر درخصوص مزایای روش ابداعی ادامه می‌دهد: اساس این روش، تلفیقی از تکنیک‌های ریاضی و مهندسی و کاربرد آنها در سیستم‌های زیستی است. این کشف را می‌توان به ابداع مبانی رایانه در چند دهه قبل تشبیه کرد که کاربردهای متنوع آن بتدریج مشخص شد و مطمئنا این روش که تحولی در تشخیص و درمان بیماری‌ها ایجاد کرده و با توجه به این که مبتنی بر ریاضی است، می‌تواند هزینه‌های مربوط را نیز به نحوی چشمگیر کاهش دهد.

امامیان در پاسخ به این پرسش که با توجه به تفاوت سیستم‌های بیولوژیک با سیستم‌های غیرزنده الکتریکی چگونه از روش‌های مهندسی در تکنیک ابداعی استفاده شده است، گفت: با توجه به تفاوت‌های بارز سیستم‌های زنده و غیرزنده امکان استفاده مستقیم از این روش‌ها وجود ندارد، بلکه تلاش شده ساختار مولکولی سلول به نحوی مدلسازی شده و ورودی و خروجی‌های شبکه به نحوی طراحی شوند که بتوانیم از آن ابزارها استفاده و میزان تاثیر اختلال هر یک از مولکول‌ها در اختلال سیستم را تعیین و مولکول‌های موثر در هر بیماری را شناسایی می‌کنیم و با توجه به همین اطلاعات می‌توان شبکه‌ها را به بهترین شکل طراحی کرد. مثلا در بیماری سرطان که طی آن با تکثیر بی‌رویه سلول‌ها مواجه‌ایم؛ خروجی سیستم را مولکول‌هایی در نظر می‌گیریم که در تقسیم و تکثیر سلول‌ها نقش دارند یا در بیماری اسکیزوفرنیا که هنوز برای مهار اختلالات ناشی از آن درمانی نیافته‌ایم، مولکولی را که نقش آن در بروز این اختلالات به اثبات رسیده خروجی قرار می‌دهیم و محاسبات شبکه را بر اساس آن انجام می‌دهیم.

وی در پایان می‌گوید: حدود 4سال است برای عملی کردن ایده الگوبرداری از روش‌های مهندسی در سیستم‌های بیولوژیک این پروژه را پیگیری کرده‌ایم و با توجه به اهمیت مساله و تاثیر تکنیک ابداعی در درمان بیماری‌های پیچیده، تحقیقات در این زمینه با مدلسازی شبکه‌های مولکولی بیماری‌های مختلف ادامه می‌یابد.