يتضمن الكثير من هندسة الخلايا لأغراض علاجية، اختيار أو إنشاء مستقبلات، عند إضافتها إلى الخلية، يمكنها القيام بوظيفة جديدة، وهذه المستقبلات، هي عبارة عن جزيئات تربط غشاء الخلية لاستشعار البيئة الخارجية وتزويد الخلية بتعليمات حول كيفية الاستجابة للظروف البيئية.
ويمكن أن يؤدي وضع المستقبلات الصحيحة في نوع من الخلايا المناعية تسمى الخلية التائية، إلى إعادة برمجتها للتعرف على الخلايا السرطانية وقتلها، وهذه المستقبلات تعرف باسم «مستقبلات المستضدات الكيميرية (CARs) »، وهي فعالة ضد بعض أنواع السرطان دون غيرها.
وخلال دراسة جديدة لفريق بحثي من جامعة كاليفورنيا، بالتعاون مع فريق من (آي بي إم ريسيرش)، ركز باحثون على جزء من المستقبل الموجود داخل الخلية، والذي يحتوي على سلاسل من الأحماض الأمينية، يشار إليها باسم (الحافز)، ويعمل كل حافز بمثابة «كلمة» أمر، حيث يوجه إجراءً داخل الخلية، وتُحَدَّد كيفية ربط هذه الكلمات معاً في «جملة» الأوامر التي ستنفذها الخلية.
وسابقاً، تم تصميم العديد من الخلايا التائية بمستقبلات المستضدات الكيميرية لإرشاد الخلايا إلى قتل السرطان، ولكن كانت المشكلة أن «جملة» الأوامر، كانت ترشد تلك الخلايا لأخذ قسط من الراحة بعد وقت قصير، مثل القول: «اطرح بعض الخلايا المارقة ثم خذ استراحة»، نتيجة لذلك، يمكن أن تستمر السرطانات في النمو.
واعتقد الفريق البحثي خلال الدراسة الجديدة المنشورة (الخميس) في دورية «ساينس»، أنه من خلال الجمع بين هذه «الكلمات» بطرق مختلفة، يمكن توليد مستقبل من شأنه أن يمكن الخلايا التائية بمستقبلات المستضدات الكيميرية من إنهاء المهمة دون أخذ استراحة.
وقام الباحثون باستخدام تقنيات التعلم الآلي الجديدة لإنشاء مكتبة تضم ما يقرب من 2400 جملة أوامر مجمعة عشوائياً، وطبقوا طرقاً جديدة للتعلم الآلي على البيانات لتوليد جمل مستقبلات جديدة تماماً توقعوا أنها ستكون أكثر «فاعلية».
ويقول كايل دانيلز، الباحث المشارك بالدراسة في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجامعة، بالتزامن مع نشر الدراسة: «لقد غيرنا بعض كلمات الجملة وأعطيناها معنى جديداً، فقد صممنا الخلايا التائية التي قتلت السرطان بشكل تنبؤي دون أخذ قسط من الراحة، لأن الجملة الجديدة أخبرتهم، (اطرحوا تلك الخلايا السرطانية المارقة واستمروا في ذلك)، وأظهر النهج الجديد فاعلية في التجارب المعملية، لعلاج سرطان الدم (اللوكيميا)، للتخلص من الحاجة إلى التبرع بالدم». ويعتقد الباحثون أن هذا النهج سوف ينتج عنه علاجات خلوية للمناعة الذاتية والطب التجديدي وتطبيقات أخرى. ويضيف دانيلز: «هذا هو المفتاح لجعل علاجات الخلايا تفعل بالضبط ما نريدهم أن يفعلوه، وهذا النهج يسهل القفزة من فهم العلم إلى هندسة تطبيقاته الواقعية».