نجح البروفيسور "مرتضى محمودي"، الأستاذ المساعد في الأشعة وبرنامج الصحة الدقيقة في كلية الطب البشري بجامعة ميشيغان، وزملاؤه في العثور على أدلة تتعلق بأمراض مثل سرطان البروستاتا المتقدم وانسداد الشرايين من بين كمية هائلة من بيانات الدم، وذلك باستخدام الجسيمات النانوية والذكاء الاصطناعي. وقد يمهد هذا الإنجاز الطريق للتشخيص المبكر والعلاجات الطبية الموجهة.

ومن خلال الجمع بين الطب النانوي، الذكاء الاصطناعي وتحليل العلاقات، نجح باحثون في جامعة ولاية ميشيغان في تحديد المؤشرات الحيوية النادرة المرتبطة بسرطان البروستاتا النقيلي وتصلب الشرايين في الدم.

يُعدّ اكتشاف المؤشرات الحيوية النادرة (العلامات الحيوية) في الدم أمرًا صعبًا، تمامًا مثل العثور على شخص يرتدي زيًا مختلفًا بين 75 ألف مشجع في ملعب. والآن، إذا قارنّا هذه المقارنة بـ 100,000 ملعب، يُمكننا تخيّل حجم البيانات والتعقيد الذي يواجهه العلماء.

وللتغلب على هذا التحدي، قدّم فريق من الباحثين من جامعة ولاية ميشيغان، بالتعاون مع علماء من جامعة أوغوستا، معهد كارولينسكا وجامعة ستانفورد، نهجًا جديدًا يُوظّف فيه الطب النانوي والذكاء الاصطناعي والتحليل السببي بشكلٍ تآزري لاكتشاف المؤشرات الحيوية للأمراض.

وركّز البحث بشكل رئيسي على تحديد المؤشرات المتعلقة بسرطان البروستاتا النقيلي (المنتشر) وتصلب الشرايين (انسداد الشرايين)؛ وهما مرضان يُمكن للكشف المبكر عنهما أن يلعب دورًا حيويًا في منع تطور المرض واختيار العلاج الفعال.

يوضح البروفيسور "مرتضى محمودي"، الأستاذ المساعد في الأشعة وبرنامج الصحة الدقيقة في كلية الطب بجامعة ميشيغان، قائلاً:

"تحتوي البلازما على مجموعة معقدة من البروتينات، ولكن البروتينات النادرة جدًا هي التي توفر معلومات حيوية حول الحالة الصحية أو وجود المرض".

لتحديد هذه البروتينات النادرة، استخدم الباحثون جسيمات نانوية غير مرئية للعين البشرية وأضافوها إلى عينات البلازما. ثم قاموا بالفحص عن البيانات التي تم الحصول عليها للكشف عن الأنماط الخفية باستخدام الذكاء الاصطناعي والتحليل السببي الحقيقي.

هذه هي المرة الأولى التي تُستخدم فيها المفاهيم الأربعة: "طب النانو"، "بروتين كورونا"، "الذكاء الاصطناعي"، و"التحليل السببي الحقيقي" في آنٍ واحد لتحديد أسباب المرض.

ويضيف البروفيسور "محمودي":

"تمكنا باستخدام هذه الطريقة، من تحديد المؤشرات الحيوية المحتملة لسرطان البروستاتا النقيلي وتصلب الشرايين. وهذه خطوة مهمة في تطوير أساليب الكشف المبكر والعلاجات الموجهة."

كما لعب باحثون آخرون في جامعة ميشيغان، بمن فيهم الدكتور "محمد قاسمي"، "برزوي بنك داربور"، و"ليان ليانغ صن"، دورًا محوريًا في تطوير هذا البحث. وقد مُوِّل المشروع من قِبَل مؤسسات مثل جمعية القلب الأمريكية (AHA)، برنامج أبحاث سرطان البروستاتا التابع لوزارة الدفاع الأمريكية، المعهد الوطني للسرطان (NCI)، والمؤسسة الوطنية للعلوم (NSF).

نُشرت النتائج الكاملة لهذا البحث في مجلة الهندسة الكيميائية المرموقة، ويمكن أن تُشكِّل أساسًا لتطوير تقنيات متقدمة في مجال الطب الدقيق (Precision Medicine)، وهو مجال يهدف إلى تصميم علاجات فريدة لكل فرد بناءً على مؤشراته الحيوية الشخصية.