۳ دانشمند ایرانی با ابداع شیوه‌ای جدید در عرصه دانش نوین بیولوژی سیستمی افقی جدید در تشخیص و درمان بیماری‌های پیچیده و صعب‌العلاج نظیر انواع سرطان‌ها، اسكیزوفرنیا، افسردگی حاد اعتیاد و سایر بیماری‌ها و اختلالات روانی گشودند.

این شیوه جدید كه از سوی دكتر عفت امامیان دانش‌آموخته دانشگاه علوم پزشكی تهران، دكتر مهدی برادران طهوری دانش‌آموخته دانشگاه‌های صنعتی شریف و استنفورد و دكتر علی عبدی دانش‌آموخته دانشگاه علوم پزشكی تهران ابداع شده می‌تواند تاثیر مولكول‌های مختلف را در بروز بیماری‌های پیچیده مشخص كند و كلیدی برای شناسایی عوامل اصلی بیماری‌ها و مهار آنها باشد.

دكتر عفت امامیان كه در حال حاضر به عنوان رئیس شركتی موسوم به فناوری‌های پیشرفته برای تكنیك‌های درمانی جدید، تحقیقات خود را بر شناسایی عوامل مولكولی موثر در بیماری‌ها متمركز كرده به خبرنگار «جام‌جم» می‌گوید: بیماری‌ها از نظر علت ۲ دسته هستند: برخی مثل‌ هانتینگتون براساس اختلال در عملكرد یك مولكول مشخص بروز می‌كند ولی بخش عمده بیماری‌ها از نظر مولكولی پیچیده و ناشی از اختلال در عملكرد صحیح هر سلول هستند كه از تعداد زیادی مولكول‌های مختلف تشكیل شده و مستلزم كارایی درست مجموعه‌ای از مولكول‌هاست كه اختلال در عملكرد آنها می‌تواند كارایی سلول را مختل كند و باعث بروز بیماری شود.

وی ادامه می‌دهد: دانشمندان از سال‌ها پیش به نقش مولكول‌های مختلف در بروز بیماری‌های پیچیده پی برده‌اند و برای بررسی علت آنها روی تك تك مولكول‌های دخیل در بیماری متمركز می‌شوند و عملكرد مولكول را به صورت منفرد بررسی می‌كنند. طی ۴ سال اخیر رویكرد جدیدی موسوم به بیولوژی سیستمی در عرصه تحقیقات زیست شناسی سلولی، مولكولی و بررسی بیماری‌های ایجاد شده كه در بیماری‌های پیچیده سلول را به عنوان یك سیستم پیچیده مركب از مولكول‌های مختلف مورد بررسی قرار می‌دهد. ما در تحقیقات خود با الهام از روش‌های مهندسی شناسایی اختلالات مدارات پیشرفته الكتریكی موفق به ابداع روشی شدیم كه می‌تواند با مدلسازی شبكه‌های مولكولی پیچیده داخل سلول، نقش هر یك از مولكول‌ها را در اختلالات سلولی و بروز بیماری‌ها مشخص كند.

به گفته امامیان، در رشته‌های مهندسی روش‌هایی وجود دارد كه در صورت اختلال در یك مدار پیچیده كه از هزاران هزار گره تشكیل شده، هر یك از اجزا در بروز اختلال موثر هستند. ایده طرح ما مبتنی بر مدلسازی شبكه‌های داخل سلولی است؛ به نحوی كه بتوانیم قادر به تحلیل آن و تعیین اهمیت هر مولكول داخل شبكه و میزان تاثیر اختلال آن در مختل شدن كل سیستم و ایجاد بیماری باشیم. در بیماری‌های پیچیده مثل اسكیزوفرنیا كه عامل آن پس از سال‌ها تحقیق همچنان نامشخص است، هر از چند گاهی یك مولكول به عنوان عامل اصلی بیماری معرفی می‌شود، ولی مشخص نیست كدام مولكول واقعا موثرتر است. روش ما می‌تواند به عنوان مثال شبكه‌های مولكولی سلول‌های عصبی را بررسی و بر اساس میزان تاثیر هر مولكول در بیماری، عددی را به آن نسبت داده و آنها را رتبه‌بندی كند. با مشخص شدن این كه كدام مولكول‌ها نقش بیشتری در بروز بیماری دارند، می‌توان درمان بیماری را به رفع اختلال در آن مولكول متمركز كرد و از بین مولكول‌های مختلف موثر در بیماری، آنهایی را كه در بیماری موثرتر و هدف گرفتن آنها در روند درمان كم خطرتر است، مشخص كرد.

وی با بیان این‌كه تكنیك ابداعی می‌تواند كلید شناسایی مولكولی بیماری‌های پیچیده از جمله انواع سرطان‌ها، بیماری‌ها و مشكلات روانی مثل اسكیزوفرنیا، اعتیاد، افسردگی و غیره باشد، می‌گوید: بیماری‌های روانی و سرطان از شایع‌ترین بیماری‌ها محسوب می‌شوند؛ به طوری كه حدود یك درصد مردم به اسكیزوفرنیا مبتلا هستند و حدود ۲۵درصد زنان در طول زندگی یك حمله حاد افسردگی را تجربه می‌كنند. مشكل مضاعفی كه بیماری‌های روانی و اعتیاد دارند، این است كه نه تنها فرد بلكه جامعه را تحت تاثیر قرار می‌دهند و لذا شناخت عوامل مولكولی موثر در بروز چنین بیماری‌های پیچیده روانی می‌تواند گام مهمی در ارتقای سلامت جامعه باشد.

این پژوهشگر درخصوص مزایای روش ابداعی ادامه می‌دهد: اساس این روش، تلفیقی از تكنیك‌های ریاضی و مهندسی و كاربرد آنها در سیستم‌های زیستی است. این كشف را می‌توان به ابداع مبانی رایانه در چند دهه قبل تشبیه كرد كه كاربردهای متنوع آن بتدریج مشخص شد و مطمئنا این روش كه تحولی در تشخیص و درمان بیماری‌ها ایجاد كرده و با توجه به این كه مبتنی بر ریاضی است، می‌تواند هزینه‌های مربوط را نیز به نحوی چشمگیر كاهش دهد.

امامیان در پاسخ به این پرسش كه با توجه به تفاوت سیستم‌های بیولوژیك با سیستم‌های غیرزنده الكتریكی چگونه از روش‌های مهندسی در تكنیك ابداعی استفاده شده است، گفت: با توجه به تفاوت‌های بارز سیستم‌های زنده و غیرزنده امكان استفاده مستقیم از این روش‌ها وجود ندارد، بلكه تلاش شده ساختار مولكولی سلول به نحوی مدلسازی شده و ورودی و خروجی‌های شبكه به نحوی طراحی شوند كه بتوانیم از آن ابزارها استفاده و میزان تاثیر اختلال هر یك از مولكول‌ها در اختلال سیستم را تعیین و مولكول‌های موثر در هر بیماری را شناسایی می‌كنیم و با توجه به همین اطلاعات می‌توان شبكه‌ها را به بهترین شكل طراحی كرد. مثلا در بیماری سرطان كه طی آن با تكثیر بی‌رویه سلول‌ها مواجه‌ایم؛ خروجی سیستم را مولكول‌هایی در نظر می‌گیریم كه در تقسیم و تكثیر سلول‌ها نقش دارند یا در بیماری اسكیزوفرنیا كه هنوز برای مهار اختلالات ناشی از آن درمانی نیافته‌ایم، مولكولی را كه نقش آن در بروز این اختلالات به اثبات رسیده خروجی قرار می‌دهیم و محاسبات شبكه را بر اساس آن انجام می‌دهیم.

وی در پایان می‌گوید: حدود ۴سال است برای عملی كردن ایده الگوبرداری از روش‌های مهندسی در سیستم‌های بیولوژیك این پروژه را پیگیری كرده‌ایم و با توجه به اهمیت مساله و تاثیر تكنیك ابداعی در درمان بیماری‌های پیچیده، تحقیقات در این زمینه با مدلسازی شبكه‌های مولكولی بیماری‌های مختلف ادامه می‌یابد.