استخدم فريق من جامعة ميشيغان تقنية التوأم الرقمي لرسم خريطة النشاط الأيضي للأورام الدماغية في الوقت الفعلي، بهدف اكتشاف استراتيجيات علاج أكثر فاعلية لحالات الورم الدبقي الفردية.
وتحقق الفريق من دقة النموذج بمقارنته ببيانات مرضى بشريين وتجارب على فئران، مما يدعم إمكانية تطبيقه في اختيار العلاجات المناسبة.
تفاصيل التقنية وتطبيقها على الورم الدماغي
تواجه القياسات الأيضية أثناء الجراحة صعوبات لأنها غير متاحة بشكل مستمر، لذا دمج الباحثون بيانات محدودة من المرضى في نموذج يحاكي سلوك الورم اعتمادًا على مبادئ البيولوجيا والكيمياء والفيزياء.
يستخدم التوأم الرقمي بيانات المريض الناتجة عن سحب عينات الدم وقياسات أيض أنسجة الورم والملف الجيني للورم، ثم يحسب سرعة استهلاك الخلايا السرطانية للمواد الغذائية وتدفقها الأيضي.
بنى الباحثون نموذج تعلم عميق يسمى الشبكة العصبية الالتفافية، وتدرب على بيانات اصطناعية مولّدة من معلومات بيولوجية وكيميائية معروفة، ومقيدة بقياسات من ثمانية مرضى بالورم الدبقي تم حقنهم بالجلوكوز أثناء الجراحة.
وعند اختبار النموذج على بيانات ستة من هؤلاء المرضى، وجد أن التوأم الرقمي كان قادرًا على التنبؤ بالنشاط الأيضي بدقة عالية، وفي تجارب على الفئران أكدت النتائج أن النظام الغذائي يثبط نمو الورم فقط لدى الفئران التي حددها التوأم الرقمي كمرشحة للعلاج.
كان تمويل هذا البحث أساسًا من المعاهد الوطنية للصحة، وبشكل خاص المعهد الوطني للسرطان.