نماذج حاسوبية تكافح الملاريا

نموذج استقلابي جديد للملاريا قد يكشف عن طرقٍ أفضل لعلاج مرضٍ شديد الفتك.

بوصفه أحد أشد مسبِّبات الأمراض فتكًا على مستوى العالم، ينتشر طفيل المتصوِّرة Plasmodium بلا هوادة من عائل إلى آخر. ولكن، قد يكشف النموذج الحاسوبي الذي ابتكره علماء جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) عن نقاط الضعف غير المعروفة لدى الطفيل، ومن ثَم يساعد على استغلالها في سبيل الوصول إلى خيارات جديدة لعلاج مرض الملاريا.

يحتاج طفيل المتصوِّرة إلى عائلٍ فقاري وبعوضة للتكاثر واستكمال دورة حياته . ومن خلال ما قد يكون في أحوال أخرى لدغات حشرات غير مؤذية فحسب، يتكاثر طفيل المتصوِّرة وينتشر بسرعة من البعوض إلى العائل البشري، مسببًا الإصابة بالملاريا ووفاة ما يقرب من نصف مليون شخص حول العالم كل عام.

يصيب طفيل المتصوِّرة أحادي الخلية خلايا الدم الحمراء، ويتكاثر، وينتقل من عائلٍ إلى آخر متخذًا أشكالًا مختلفة. ويتمثل أحد أوجه القصور الرئيسية لأدوية الملاريا الحالية في أنها لا تعالج إلا شكل المتصوِّرة الذي يسبب أعراض الملاريا النشطة. إلا أن العلاجات التي تستهدف شكل الطفيل الناقل للمرض قد تقضي على المرض في مهده.

وسعيًا لإيجاد أهداف محتملة لعقاقير علاج الملاريا، بحثت طالبة الدكتوراة علياء عبد الحليم وزملاؤها في المخطط الجيني لطفيل المتصوِّرة. وقد ركزوا على الجينات المشاركة في عملية الاستقلاب، وهي التفاعلات الكيميائية التي تسمح للطفيل بالنمو والتكاثر والاستجابة لبيئته.

وتوضح  عبد الحليم ذلك قائلةً: "كان هدفنا في هذه الدراسة تقديم نموذج يوضح الاختلافات الاستقلابية بين الأنواع ومراحل دورة الحياة، وذلك بغرض استكشاف استراتيجيات وأهداف علاجية جديدة".

أولًا، ابتكر العلماء نماذج حاسوبية جمعت بين المخطط الجيني لطفيل المتصوِّرة ومعلومات حول كيفية تشغيل الجينات الاستقلابية في خمسة أنواع مختلفة وخمس مراحل مختلفة من دورة حياتها وإيقافها. ثم حذفوا الجينات في نماذجهم وأجروا عمليات محاكاة لمعرفة أي الجينات كانت جوهريةً لإبقاء الطفيل على قيد الحياة.

وقد صادف العلماء بالفعل عدة أهداف محتملة. أولًا، كشفت عمليات المحاكاة أنه في حالة شكل الطفيل المسبِّب للأعراض يكون فيتامين (ب) البانتوثينات فيتامينًا أساسيًّا يحتاجه نوع المتصورة المنجلية (Plamodium falciparum) للتكاثر، في حين أن العامل نفسه لا يمثل أهميةً كبيرةً في نمو أنواع الملاريا التي تصيب القوارض.

تقول  عبد الحليم: "هناك استراتيجية محتملة للتلقيح، تتمثل في منع هذا المسار المهم لنمو الطفيل، والحدِّ من بقائه وانتشاره".

وتأمل  عبد الحليم والمشرفون عليها تاكاشي جوجوبوري، وشين جاو، باستخدام الدعم الحاسوبي المقدَّم من كاتسوهيكو مينيتا، أن يساعد نموذجهم المحاكي لطفيل المتصوِّرة في الكشف عن مزيد من العلاجات الدوائية. وهم يسلطون الضوء على إمكانية استخدام تلك النماذج في ترجمة النتائج عبر النماذج التجريبية والأنواع التي تصيب الإنسان.

وفي الوقت نفسه، سيستمر الفريق في إضافة مزيد من المعلومات الوراثية حول المتصوِّرة عند توافرها. تقول عبد الحليم: "إن الخطوة الأكثر أهميةً هي الاستمرار في تحديث النموذج للاستخدام في المستقبل".

مراجع

  1.  ,Hefzi., M. A, Haleem-Abdel ,.X, Gao., K, Mineta., H Functional. al et. T, Gojobori Plasmodium of interrogation metabolism genus and- species identifies differences specific-stage essentiality nutrient in PLoS. targeting drug and ,14 Biology Computational .(2018 (e10058 | article