آرزو کیهان
گروه علم و فناوری

 
تشخیص سرطان در مراحل اولیه اهمیت زیادی دارد و این امر مورد توجه ویژه پژوهشگران MIT قرار گرفته است. این محققان با همکاری مایکروسافت، موفق به طراحی یک سامانه‌ مبتنی بر هوش مصنوعی به نام CleaveNet شده‌اند که گفته می‌شود می‌تواند سرطان را در همان مراحل اولیه تشخیص دهد. هرچند این سامانه هنوز در مراحل آزمایشگاهی قرار دارد اما در صورت پذیرفته شدن توسط مجامع علمی، می‌تواند درمان انواع سرطان را متحول کند.
سیگنال سلول‌های سرطانی
در این پژوهش، محققان MIT موفق به طراحی نسل تازه‌ای از حسگرهای مولکولی شده‌اند که می‌توانند نشانه‌های سرطان را در مراحل بسیار ابتدایی شناسایی کنند. پپتیدها در بسیاری از سلول‌های سرطانی، مورد حمله گسترده آنزیم پروتئاز قرار می‌گیرند و مدل مبتنی بر هوش مصنوعی
CleaveNet هم قادر به طراحی پپتیدها، یعنی مولکول‌های کوچکی است که از زنجیره‌های کوتاه اسیدهای آمینه (واحدهای سازنده پروتئین‌ها) تشکیل شده‌اند.
ژنوم انسان حدود ۶۰۰ نوع پروتئاز را کد می‌کند؛ آنزیم‌هایی که قادرند پروتئین‌های دیگر از جمله پروتئین‌های ساختاری مانند کلاژن را تجزیه کنند. در سلول‌های سرطانی، این آنزیم‌ها اغلب بیش‌فعال‌ هستند. محققان در این طرح، این پپتیدها را با نانوذراتی پوشاندند که می‌توانند مانند حسگر عمل کنند. این نانوذرات که از طریق بلع یا استنشاق وارد بدن می‌شوند، در صورت وجود پروتئازهای مرتبط با سرطان در هر نقطه از بدن، سیگنال قابل تشخیص تولید می‌کنند و پزشکان می‌توانند بسته به نوع آنزیم، مدل سرطان را تشخیص دهند. این سیگنال‌ها از طریق یک آزمایش ساده ادرار قابل شناسایی‌ هستند که انجام آن حتی در خانه امکان‌پذیر است.
«سنگیتا باتیا»، یکی از اساتیدMIT می‌گوید:«اگر بتوانید از پروتئازها حسگر بسازید و چندین حسگر را به‌ طور همزمان به کار بگیرید، می‌توانید امضایی از محل و نوع فعالیت این آنزیم‌ها در بیماری‌های مختلف به دست آورید. این رویکرد پیش‌تر برای تشخیص سرطان‌های ریه، تخمدان و روده بزرگ در مدل‌های حیوانی به کار گرفته شده بود، ولی مشکل اصلی این بود که پپتیدها اغلب توسط چند پروتئاز تحت‌تأثیر قرار می‌گرفتند و همین موضوع، تشخیص دقیق آنزیم مسئول را دشوار می‌کرد؛ مشکلی که پژوهشگران در مطالعه جدید خود آن را حل کرده‌اند. این تحقیق مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته که یکی از آنها «آوا امینی»، محقق ایرانی و دکترای رشته بیوفیزیک از دانشگاه هاروارد است. او می‌گوید:«اگر بدانیم یک پروتئاز خاص نقش کلیدی در نوعی سرطان دارد و بتوانیم حسگری بسیار حساس و اختصاصی برای آن طراحی کنیم، به یک سیگنال تشخیصی فوق‌العاده دست پیدا می‌کنیم. مطمئناً قدرت محاسباتی هوش مصنوعی این امکان را فراهم می‌کند.» امینی ادامه می‌دهد: «برای درک اهمیت این موضوع، کافی است بدانیم یک پپتید ۱۰ اسیدآمینه‌ای می‌تواند حدود ۱۰ تریلیون ترکیب ممکن داشته باشد؛ فضایی که جست‌وجوی آن بدون هوش مصنوعی تقریباً غیرممکن است.»