تمكّن فريق من الباحثين في المركز الطبي الجامعي شليسفيغ هولشتاين (UKSH) – حرم كيل، وجامعة كيل، ومعهد ماكس بلانك لعلم الوراثة الجزيئية في برلين، من تطوير طريقة مبتكرة لتصنيف الأورام الدماغية جزيئيا أثناء الجراحة، تعتمد هذه التقنية على  تحليل مثيلة الحمض النووي (DNA methylation) مع تقنيات متقدمة للتعلم الآلي، مما يوفر معلومات دقيقة عن نوع الورم خلال العملية الجراحية.

جراحة الأعصاب المخصصة: ثورة في إزالة الأورام الدماغية

لأول مرة، يمكن لجراحة الأعصاب أن تتكيف ليس فقط مع موقع الورم وقربه من الوظائف الحيوية في الدماغ، ولكن أيضا مع خصائصه الجزيئية الفريدة، يتيح ذلك إزالة الأورام بطريقة مستهدفة، مما يشكل ميزة حاسمة للمرضى، خاصة في الحالات المعقدة، وقد نُشرت هذه النتائج في مجلة Nature Medicine في 28 فبراير 2025.

تعاون علمي رائد لتحقيق دقة غير مسبوقة

صرّح البروفيسور الدكتور فرانز-جوزيف مولر، نائب مدير قسم الطب النفسي والعلاج النفسي في UKSH، حرم كيل، وأستاذ في كلية الطب بجامعة كيل (CAU):

"لم يكن بالإمكان تطوير هذه الطريقة التي تفوق جميع الأساليب السابقة من حيث الدقة والسرعة إلا من خلال تعاون وثيق بين العلماء المتخصصين في الأبحاث الأساسية والأطباء العاملين في الطب الانتقالي."

قاد هذا الفريق متعدد التخصصات إلى جانب البروفيسورة الدكتورة هيلين كريتزمر، القائدة السابقة لفريق "الجينوميات الحاسوبية" في معهد ماكس بلانك لعلم الوراثة الجزيئية، والدكتورة ألينا فان بوميل، الباحثة السابقة في المعهد، إلى جانب طلبة الدكتوراه مارا شتيغر من معهد ماكس بلانك وبيورن براندل من مركز الطب النفسي التكاملية في حرم كيل.

تم تنفيذ الدراسة بالتعاون مع قسم جراحة الأعصاب في UKSH، حيث قال الباحثون إن هذا النهج القائم على خصائص المرض يعدّ ثورة في جراحة الأعصاب، فبدلاً من الاعتماد فقط على موقع الورم، يتيح التحديد الفوري لنوع الورم أثناء الجراحة إمكانية تعديل الإستراتيجية الجراحية بشكل فوري وفقا لبيولوجيا الورم.

الجراحة الدقيقة: من تقنية جراحية إلى علاج مخصص للمريض

أوضحت الدكتورة كارولين كوبيلت-كوامين، الطبيبة الاستشارية في عيادة جراحة الأعصاب:

"يربط هذا النهج بين الطب الدقيق وجراحة الأعصاب، مما يحوّل الجراحة من مجرد إجراء تقني إلى علاج شخصي متمحور حول طبيعة المرض، وبذلك تصبح الجراحة علاجا مخصصا وفقا لحالة كل مريض."

تحليل مثيلة الحمض النووي: بصمة وراثية تكشف عن أصل الورم

تُعدّ مثيلة الحمض النووي علامة جينية تعكس أصل الورم، حيث تتمتع أنواع الأورام المختلفة بأنماط مثيلة مميزة يمكن تحليلها باستخدام تقنيات التسلسل، تعتمد الطريقة الجديدة على تسلسل النانوبور (Nanopore Sequencing)، مما يتيح التعرف على هذه الأنماط بدقة وسرعة فائقة.

لكن نظرا لأن عملية التسلسل يجب أن تتم خلال فترة زمنية قصيرة أثناء الجراحة، لا يمكنها سوى تحليل جزء صغير من أنماط المثيلة في الورم، وللتغلب على هذا التحدي، اعتمد الباحثون على نظرية بايز (Bayes' theorem)، وهي نهج رياضي قائم على الاحتمالات.

الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي

وفقا للباحثة مارا شتيغر، استخدم الفريق نموذج تعلم آلي قادرًا على معالجة بيانات التسلسل الجيني في الوقت الحقيقي، مما يمكنه من تصنيف الورم خلال أقل من ساعة باستخدام أقل من 0.1% فقط من البيانات الجينية، يمثل هذا تقدما هائلا مقارنة بالطرق السابقة التي كانت تستغرق من ساعات إلى أسابيع.

كما أظهرت الدراسة أن نتائج هذه التقنية تتوافق تماما مع نتائج الفحص العصبي المرضي الكامل، وأكد الباحثون أن هذه الطريقة يمكنها تصنيف الأورام المعقدة التي غالبا ما تشكل تحديا للتقنيات التشخيصية التقليدية، مما يمنح المرضى فرصة أكبر لعلاج دقيق وأكثر فعالية.

إعادة تعريف تصنيف أورام الجهاز العصبي المركزي

كشفت التحليلات الجزيئية والوراثية الحديثة أن العديد من الأورام التي كان يُعتقد سابقا أنها من نوع واحد، هي في الواقع أنواع مختلفة ومتنوعة للغاية، فعلى سبيل المثال، يتم تصنيف أورام الجهاز العصبي المركزي الآن إلى ما يقرب من 90 فئة متميزة، حيث يتطلب كل نوع استراتيجيات علاجية مختلفة.

بينما يمكن علاج بعض الأورام بالإشعاع أو الأدوية، يتطلب البعض الآخر استئصالًا جراحيا واسع النطاق، لكن حتى الآن، لم يكن يتم تحليل نسيج الورم إلا بعد الجراحة، مما كان يترك الجراحين في حالة من عدم اليقين أثناء العملية، ويدفعهم إلى اتخاذ قرارات قد تؤدي إلى الإضرار بالأنسجة السليمة في الدماغ.

الطب الدقيق في جراحة الأعصاب

اليوم، يتيح تحليل مثيلة الحمض النووي داخل العملية، جنبا إلى جنب مع تسلسل النانوبور، توفير معلومات حيوية للجراحين في الوقت الفعلي، مما يمكنهم من اتخاذ قرارات أكثر دقة، ودعم مفهوم الجراحة الدقيقة المخصصة لكل مريض.

هذا الإنجاز العلمي يمثل تحولا جذريا في جراحة الأعصاب، حيث لم يعد الأطباء يعتمدون فقط على مهاراتهم الجراحية، بل أصبح لديهم الآن أداة قوية لتوجيه قراراتهم بناءً على البيانات الجزيئية الفورية، مما يزيد من فرص نجاح العمليات الجراحية وتحسين فرص تعافي المرضى.