نخستین مدل رایانه‌ای رشد خون جهت درمان سرطان ارائه شد

به گزارش سرویس دانش خبرگزاری دانا به نقل از ایسنا، بیماری سرطان خون زمانی رخ می‌دهد که تولید گلبول‌های قرمز از حالت تعادل خارج می‌شود.

بدن انسان بزرگسال در هر ثانیه بالغ بر 2.5 میلیون گلبول قرمز جدید تولید می‌کند، اما چگونگی کنترل‌شدن این فرآیند توسط بدن تا پیش از این تحقیق معما بود.

دانشمندان موسسه سلول بنیادی کمبریج Wellcome Trust-MRC و موسسه تحقیقات پزشکی کمبریج، در این پروژه با زیست‌شناسان محاسباتی مرکز تحقیقات مایکروسافت و دپارتمان بیوشیمی دانشگاه کمبریج به مدت دو سال همکاری داشتند.

محققان مدل رایانه‌ای را برای درک بهتر مکانیسم‌هایی ارائه کردند که تولید طبیعی خون را کنترل می‌کنند؛ این مدل می‌تواند منجر به طراحی درمان‌های جدید برای سرطان‌های خون و لنفوم شود.

«پروفسور برتی گاتگنز» یکی از رهبران این تحقیق تأکید کرد: با در اختیار داشتن این مدل رایانه‌ای، می‌توانیم آزمایش‌های شبیه‌سازی‌شده‌ای را ظرف چند ثانیه انجام دهیم، در حالی که انجام چنین آزمایش‌هایی در محیط آزمایشگاهی چندین هفته زمان می‌برد.

به گفته این دانشمند، چنین دستاوردی سرعت تحقیقات در حوزه رشد خون و جهش‌های ژنتیکی که منجر به سرطان خون می‌شوند را تا حد قابل‌توجهی افزایش می‌دهد؛ این مدل تحقیقاتی همچنین به محققان در طراحی مدل‌های رایانه‌ای بیماری‌های انسانی دیگر از جمله سرطان‌های پستان و روده کمک می‌کند.

به منظور طراحی این مدل، محققان فعالیت 48 ژن را در بیش از 3900 سلول تولیدکننده خون که منجر به ظهور انواع دیگر سلول‌های خونی (گلبول‌های سفید و قرمز و پلاکت‌ها) می‌شوند، بررسی کردند. این ژن‌ها شامل TAL1 و RUNX1 بودند که هر دوی آن‌ها برای رشد سلول‌های بنیادی خون و زندگی انسان ضروری هستند.

مدل رایانه‌ای ارائه‌شده نشان می‌دهد، چگونه RUNX1 با ژن‌های دیگر برای کنترل رشد سلول‌های خونی تعامل برقرار می‌کند. ژن RUNX1، پروتئین هم‌نامی موسوم به Runx1 تولید می‌کند که در افراد سالم، شبکه‌ خاصی از ژن‌های کلیدی را فعال می‌کند. با این حال، در بیماران مبتلا به سرطان خون، شکل تغییر یافته این پروتئین چنین شبکه‌ای را سرکوب می‌کند.

چنانچه دانشمندان قوانین این شبکه را تغییر دهند، می‌توانند شکل‌گیری سلول‌های غیرطبیعی سرطان خون را شبیه‌سازی کنند. محققان با تغییردادن این شبکه تا زمانی که به حالت طبیعی بازگردد، می‌توانند گذرگاه‌های امیدوارکننده‌ برای طراحی داروهای جدید و موثر را شناسایی کنند.

جزئیات این دستاورد بزرگ علمی در مجله Nature Biotechnology ارائه شده است.