از روده تا هدف: تبدیل باکتری‌های انسانی به پیک‌های ضد سرطانی دقیق

لیسبون – در یک اتاق ساکت، در حاشیه جشنواره GIMM 2026، یک انجمن علمی بزرگ که توسط مؤسسه پزشکی مولکولی گلبنکیان سازماندهی شد – زیست شناس مشهور مصنوعی متیو چانگ با یک دفترچه یادداشت نشسته بود و به سخنران همکار و ویروس شناس برنده جایزه نوبل، چارلز رایس گوش می داد. چانگ در مصاحبه ای مشترک با روزنامه نگارانی از ارمنستان، فرانسه، رومانی و مقدونیه شمالی، صحبت های همکارش را “درسی درخشان در زیست شناسی” خواند و قبل از معرفی یک درس پیشگامانه از خود: مهندسی میکروبیوم انسانی برای مبارزه با سرطان.

رمزگشایی تریلیون ها در درون ما

چانگ به عنوان مدیر یک آزمایشگاه پیشرو در دانشگاه ملی سنگاپور در زیست شناسی مصنوعی – یکی از شاخه های علم مدرن که سریع ترین رشد را دارد – متخصص است. تحقیقات او به شدت بر میکروبیوم انسان، تریلیون‌ها باکتری، قارچ و ویروس‌هایی که در درون و روی ما زندگی می‌کنند متمرکز است. چانگ توضیح داد که میکروبیوم روده تأثیر قوی و متمایز بر مجموعه وسیعی از عملکردهای بیولوژیکی دارد، از ضربان قلب گرفته تا سلامت پوست.

چانگ خاطرنشان کرد: هدف ما توسعه روش هایی برای اصلاح هدفمند و قابل کنترل میکروبیوم است. با اصلاح خواص طبیعی این میکروارگانیسم‌ها، تیم او از آن‌ها به‌عنوان ابزارهای آزمایشی برای کشف مکانیسم‌های بیولوژیکی دقیقی که بر نحوه تعامل میکروب‌ها با میزبان انسانی‌شان، به‌ویژه در زمان شروع و پیشرفت بیماری‌ها، حاکم است، استفاده می‌کند.

میکروب های مهندسی به عنوان موشک های جستجوگر هدف

برای ترسیم این مسیرهای پیچیده، آزمایشگاه چانگ از رویکردهای مهندسی زیستی پیشرفته برای اعطای خواص کاملاً جدید به میکروب‌های معمولی و بی‌ضرر انسانی (commensals) استفاده می‌کند. هدف اصلی برنامه ریزی این باکتری ها برای حرکت انتخابی و اتصال به بافت های خاص در بدن است.

چانگ توضیح داد: «در یکی از مطالعات قبلی آزمایشگاه من، ما به دنبال این بودیم که میکروب‌ها را با ویژگی جدیدی اعطا کنیم: توانایی اتصال انتخابی به سلول‌های خاص. تیم او با موفقیت میکروب های طبیعی انسانی را برای شناسایی و چسباندن سلول های سرطانی روده بزرگ مهندسی کرد، پیشرفتی که قبلا در مجله منتشر شده بود. مهندسی زیست پزشکی طبیعت.

یک سیستم تحویل بیولوژیکی جدید برای داروهای سرطان

با تکیه بر این موفقیت، آزمایشگاه – که کتابخانه عظیمی از میکروب های جدا شده از نمونه های انسانی و محصولات غذایی را نگهداری می کند – توجه خود را به کارسینوم نازوفارنکس، نوعی سرطان که در آسیای جنوب شرقی و جنوب چین بسیار شایع است، معطوف کرد.

پس از غربالگری مجموعه خود، دانشمندان میکروب های طبیعی را شناسایی کردند که میل ذاتی به این سلول های سرطانی خاص دارند. تیم چانگ با تجزیه و تحلیل زیست شناسی مولکولی خود، پروتئین های سطحی مسئول این مکانیسم اتصال را کشف کردند و از آنها برای طراحی یک مزدوج بیولوژیکی بسیار پیشرفته استفاده کردند.

اساساً، در حالی که درمان‌های مرسوم مانند شیمی‌درمانی به طور تهاجمی کل بدن را سیل می‌کند و به سلول‌های سالم آسیب می‌رساند، آزمایشگاه چانگ در حال تبدیل باکتری‌هایی است که از قبل در درون ما زندگی می‌کنند به «پیک‌های» بیولوژیکی بسیار دقیق. این ریزذرات مجهز به داروهای ضد سرطان، به عنوان سیستم های تحویل هدفمند عمل می کنند و مستقیماً به تومور می روند و به دارو اجازه می دهند با دقت بی نظیری به هدف خود ضربه بزند.

HETQ: توجه داشته باشید که ایده اصلی کار شما امکان برنامه ریزی مجدد و تبدیل عملکرد میکروب ها و سلول ها است. آیا این راهی است که از طریق آن می توانید به بشریت در حل چالش های جهانی کمک کنید؟

چانگ: آزمایشگاه من بر مهندسی میکروب های درون بدن ما تمرکز دارد تا تعاملات میکروب میزبان و میزبان را به یک پارامتر قابل کنترل و تایید شده تبدیل کند. در حالی که تحقیقات گذشته در درجه اول بر مشاهده همبستگی های ضعیف بین میکروبیوم و بیماری متمرکز بود، استفاده از میکروب های مهندسی شده بستر بسیار قابل کنترلی را برای ترسیم قطعی این روابط علت و معلولی فراهم می کند.

ظهور داده های کمی و قابلیت پیش بینی

HETQ: شما اشاره کرده اید که ممکن است به خوبی شاهد طلوع زیست شناسی کمی باشیم. چرا این تغییر در حال حاضر اتفاق می افتد؟

چانگ: قابلیت پیش بینی در طراحی بیولوژیکی بدون اندازه گیری های دقیق و کمی غیرممکن است. امروزه قابلیت‌های اندازه‌گیری ما به طور قابل توجهی گسترش یافته است و به ما اجازه می‌دهد تا معیارهای دقیقی را در سطوح DNA و ژنوم اعمال کنیم. در تحقیقات میکروبیوم، تصویربرداری پیشرفته اکنون به ما امکان می دهد توزیع مکانی دقیق میکروب ها را در روده تجزیه و تحلیل کنیم. با به دست آوردن درک دقیق‌تر و مبتنی بر داده‌ها از پارامترهای فردی، زیست‌شناسی در حال تبدیل شدن به یک علم کمّی فزاینده است و مجموعه‌ای از داده‌ها را تولید می‌کند که می‌توانند با هوش مصنوعی جفت شوند.

تعادل هوش مصنوعی، زیست شناسی مولد و امنیت زیستی

HETQ: آیا بهبود روشی که هوش مصنوعی بر واقعیت تأثیر می گذارد آسان است؟ دانستن اینکه در حالی که هوش مصنوعی نمی تواند زندگی ایجاد کند، پتانسیل نابودی آن را دارد؟

چانگ: توالی‌های DNA در دسترس عموم اساساً شکلی از متن هستند و مدل‌های زبان بزرگ در پردازش الگوهای متن برتری دارند. با آموزش هوش مصنوعی بر روی این مجموعه داده های وسیع، می توانیم از آن برای “زیست شناسی مولد” برای طراحی عملکردهای بیولوژیکی خاص و جدید استفاده کنیم. با این حال، این قابلیت ها به طور قابل درک می تواند باعث ایجاد اضطراب در مورد امنیت زیستی و سوء استفاده شود. به دلیل این خطرات، ما باید با مسئولیت بسیار زیاد به طراحی هوش مصنوعی بیولوژیکی نزدیک شویم.

اطمینان از یک مسیر امن به جلو

HETQ: چگونه به این مسئولیت برسیم؟

چانگ: تنها راه عملی پیش رو این است که به طور فعال بحث های مکرر و تبادل نظر مستمر بین همه سهامداران کلیدی جهانی را تقویت کنیم. ما باید یک رویکرد بسیار جامع برای مقررات حفظ کنیم و از شفافیت مطلق در سراسر جامعه علمی اطمینان حاصل کنیم.

اگر اشتباه تایپی پیدا کردید، می توانید با انتخاب ناحیه متن و فشار دادن CTRL+Enter به ما اطلاع دهید.