كشف باحثون في كلية إيكان للطب في ماونت سيناي أداة حاسوبية ثورية تُسمى LoGoFunc، مصممة للتنبؤ بالمتغيرات المسببة للأمراض المتعلقة بفقدان الوظيفة داخل الجينوم البشري. وخلافًا للطرق الحالية التي تُركز بشكل أساسي على فقدان الوظيفة، يُميز نهج LoGoFunc الثوري بين الطفرات الضارة المختلفة، مما يُبشر برؤى ثاقبة حول نتائج الأمراض المتنوعة.
يمكن للتغيرات الجينية أن تؤثر بشكل كبير على وظيفة البروتين. بعض الطفرات قد تزيد من نشاط البروتين أو تُدخل وظائف جديدة (اكتساب وظيفة جديدة)، بينما قد تُضعفها أو تُلغيها (فقدان وظيفة جديدة). فهم هذه التغيرات أمر بالغ الأهمية لصحة الإنسان وعلاج الأمراض.
يعالج مشروع LoGoFunc ثغرة حرجة في الأدوات الحالية. يؤكد يوفال إيتان، المؤلف المشارك الرئيسي، الحاصل على درجة الدكتوراه، والأستاذ المشارك في علم الوراثة وعلوم الجينوم في مستشفى إيكان ماونت سيناي، أن "الأدوات المتاحة حاليًا لا تُميز بين اكتساب الوظيفة وفقدانها. وهذا مهم لأن هذه المتغيرات تؤثر على نشاط البروتين بشكل مختلف، مما يؤثر على نتائج المرض".
تسخير التعلم الآلي لتحقيق الدقة
يستفيد LoGoFunc من قوة التعلم الآلي، مُدرّبًا على قاعدة بيانات شاملة لطفرات اكتساب الوظيفة وفقدانها المُمرضة المعروفة والمذكورة في الأدبيات العلمية. ما يميزه هو مراعاة مجموعة واسعة من السمات البيولوجية، بما في ذلك بيانات من هياكل البروتين التي تنبأ بها AlphaFold2، وسمات الشبكة التي تعكس تفاعلات البروتين البشري.
في اختبارات دقيقة باستخدام مجموعات بيانات من قاعدة بيانات الطفرات الجينية البشرية وClinVar، أظهر LoGoFunc دقةً ملحوظةً في التنبؤ بالمتغيرات ذات الوظيفة المكتسبة، والمتغيرات ذات الوظيفة المفقودة، والمتغيرات المحايدة. هذه الدقة تجعل LoGoFunc أداةً فعّالة في البحث والتحليل الجيني.
يقول الدكتور أفنر شليسينجر، المؤلف المشارك الرئيسي، وأستاذ العلوم الدوائية والمدير المساعد لمركز ماونت سيناي لاكتشاف العلاجات: "بعيدًا عن الطب الشخصي، فإن لـ LoGoFunc آثارًا على اكتشاف الأدوية، والاستشارات الجينية، وتسريع الأبحاث الجينية. كما أن سهولة الوصول إليه تعزز التعاون، وتوفر رؤية شاملة لتأثير المتغيرات على الجينوم البشري".
تمهيد الطريق للطب الدقيق
ولعلّ الأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو أن إمكانات LoGoFunc في الطب الدقيق لا تُنكر. فهي تفتح الباب أمام إمكانية ابتكار علاجات مُصممة خصيصًا لتناسب التركيبة الجينية للفرد، مما قد يُحدث ثورة في مجال الرعاية الصحية.
ومع ذلك، يُحذّر الباحثون من أنه على الرغم من أن هذه النتائج تُمثّل نقلةً نوعيةً، إلا أن ترجمتها إلى تطبيقات سريرية تتطلب مزيدًا من التحقق والتكامل مع المعلومات الطبية الأخرى. وتُعدّ جهود التحقق المستمرة أمرًا بالغ الأهمية لضمان نتائج موثوقة.
جسر إلى المستقبل
مع استمرار التوسع السريع للبيانات الجينية، سيتم تحسين قدرات LoGoFunc وتوسيع نطاقها. هذا الالتزام بالتطور يجعل الأداة عنصرًا أساسيًا في فك رموز النتائج الوظيفية للاختلافات الجينية.
يؤكد ديفيد شتاين، طالب الدكتوراه في مستشفى إيكان ماونت سيناي والمؤلف الرئيسي للدراسة، على أهمية الأداة قائلاً: "من خلال سد الفجوات، تُعزز هذه الأداة فهمنا للاختلافات الجينية التي تُسهم في الأمراض، مما يُمهد الطريق لاستراتيجيات علاجية مُخصصة واكتشاف الأدوية. نعتقد أن LoGoFunc ستكون أداة فعّالة في كشف الآثار الوظيفية للاختلافات الجينية. ورغم اتساع نطاق تطبيقاتها المُحتملة، فإن جهود التحقق المُستمرة ستضمن تأثيرها العملي."
