البنكرياس عضو حيوي للهضم والتمثيل الغذائي، لذا عندما تظهر مشكلات صحية، فمن المهم تشخيص المشكلة وعلاجها بفعالية. ومع ذلك، فإن أمراض البنكرياس واسعة النطاق، وبعضها، بما في ذلك نوع شرس للغاية من سرطان البنكرياس، يصعب تشخيصه وعلاجه. يدرس الدكتور ستيفن باندول، من مركز سيدارز سيناي الطبي في لوس أنجلوس بالولايات المتحدة الأمريكية، أمراض البنكرياس بهدف اكتشاف طرق جديدة لتشخيصها وعلاجها، بما في ذلك طريقة تستفيد من قدرات الذكاء الاصطناعي.
مصطلحات في علم أمراض البنكرياس
الذكاء الاصطناعي (AI): أنظمة حاسوبية قادرة على تنفيذ مهام معقدة كانت لا تتأتى تقليدياً إلا باستخدام الذكاء البشري.
الفحص بالأشعة المقطعية (CT): تقنية تصوير طبي تُستخدم للحصول على صور تفصيلية لداخل الجسم.
طب الجهاز الهضمي: فرع الطب الذي يتضمن دراسة وتشخيص وعلاج اضطرابات الجهاز الهضمي والأعضاء ذات الصلة، بما في ذلك المريء والمعدة والأمعاء والبنكرياس والمرارة والكبد.
الجلوكاجون: هرمون ينتجه البنكرياس يعطي إشارة للكبد لإطلاق الجلوكوز في مجرى الدم.
الجلوكوز: جزيء سكر يوجد غالباً في الكربوهيدرات ويُعد المصدر الرئيسي للطاقة في الجسم.
الأنسولين: هرمون ينتجه البنكرياس يعطي إشارة للكبد لامتصاص الجلوكوز من مجرى الدم.
اليرقان: حالة تتسبب في ظهور الجلد باللون الأصفر أو الأخضر.
التمثيل الغذائي (الأيض): التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الجسم لتحويل الطعام إلى طاقة.
الانتقال السرطاني (الانبثاث): انتشار الخلايا السرطانية من مكان تشكلها الأول إلى مواقع أخرى في الجسم.
السرطان الغدي القنواتي البنكرياسي (PDAC): سرطان شرس للغاية يبدأ في الخلايا القنواتية في البنكرياس.
البنكرياس ووظائفه الحيوية
في أعماق بطنك، مستقراً خلف معدتك، يقع البنكرياس، وهو عضو يشبه ورقة الشجر وحجمه تقريباً بحجم قبضة اليد. يقول الدكتور ستيفن باندول، عالم أمراض البنكرياس في مركز سيدارز سيناي الطبي: "يلعب البنكرياس أدواراً مهمة في تسهيل عملية الهضم وفي تنظيم عملية التمثيل الغذائي".
ولمساعدة الهضم، ينتج البنكرياس عصارات هضمية مليئة بالإنزيمات تنتقل إلى الأمعاء الدقيقة، حيث تفكك العناصر الغذائية القادمة من الطعام ليمتصها الجسم. كما يفرز البنكرياس هرمونات تدخل مجرى الدم، مما يساعد في تنظيم كيفية تعامل الجسم مع العناصر الغذائية التي يكتسبها. والأهم من ذلك، أنه يصنع الأنسولين والجلوكوجون، وهما الهرمونان اللذان يخبران الكبد بتخزين الجلوكوز أو إطلاقه بناءً على احتياجات الجسم.
إن أمراض البنكرياس التي تخل بهذه العمليات قد تكون خطيرة، بل وحتى قاتلة، إذا لم تُشخص وتُعالج بشكل صحيح. وأكثر أمراض البنكرياس شهرة هو داء السكري من النوع الأول، حيث يعجز البنكرياس عن إنتاج الأنسولين، مما يمنع الجسم من تنظيم مستويات السكر في الدم. أما التهاب البنكرياس فهو مرض آخر تهاجم فيه الإنزيمات الهضمية التي ينتجها البنكرياس العضو نفسه. ومن ناحية أخرى، تؤثر سرطانات البنكرياس عادةً على كمية الإنزيمات الهضمية المنتجة، مما يعيق قدرة الجسم على امتصاص العناصر الغذائية، ولطالما يؤدي ذلك إلى فقدان حاد في الوزن. وإذا انتقلت هذه السرطانات إلى أعضاء أخرى، فقد تتسبب في الوفاة.
دراسة البنكرياس
تدرس المجموعة البحثية التابعة لستيفن البنكرياس وأمراضه بالتفصيل. يقول ستيفن: "نحن نبحث على وجه الخصوص في سرطان البنكرياس والتهاب البنكرياس. ونحقق في العوامل الوراثية ونمط الحياة التي تؤثر على احتمالية ظهور هذه الأمراض، فضلاً عن تأثيراتها على الجسم، مثل الألم وفقدان الوزن واليرقان". تركز مجموعة ستيفن على هذه الأمراض لأن الممارسات الحالية غالباً ما تعجز عن علاجها بفعالية. ويوضح ستيفن قائلاً: "يمكن أن تشمل العلاجات الرعاية الداعمة، والعمليات الجراحية، والأدوية ذات الفعالية الجزئية. ومع ذلك، لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به لجعل هذه العلاجات شاملة وفعالة قدر الإمكان".
وينصب أحد المحاور الرئيسية لتركيز المجموعة على نوع شرس للغاية من السرطان يُسمى السرطان الغدي القنواتي البنكرياسي (PDAC)، والذي يمثل أكثر من 90% من حالات سرطان البنكرياس حول العالم. وفي مراحله المبكرة، قد يكون هذا السرطان بلا أعراض، مما يجعل اكتشافه أمراً صعباً. وبمجرد ظهور الأعراض، يكون السرطان عادةً في مرحلة متقدمة وغالباً ما يكون قد انتقل بالفعل إلى أجزاء أخرى، مما يجعل العلاج تحدياً كبيراً بشكل خاص. ومن المثير للقلق أن نحو 10% فقط من الأشخاص الذين يُشخصون بهذا السرطان يعيشون لأكثر من خمس سنوات. ومع ذلك، إذا تم اكتشاف السرطان وتشخيصه في وقت مبكر، فإن معدل البقاء على قيد الحياة يرتفع بشكل كبير.
قد تشمل الأعراض المبكرة للسرطان الغدي القنواتي البنكرياسي آلاماً في البطن وفقداناً في الوزن، وهي أعراض شائعة للعديد من الاضطرابات الأخرى. وفي حين أن المرضى الذين يعانون من هذه الأعراض قد يخضعون لفحوصات الأشعة المقطعية (CT)، غالباً ما يفوت اكتشاف السرطان لأنه لا يكون مرئياً في الصور الناتجة، على الأقل بالنسبة للبشر.
الكشف عن السرطان باستخدام الذكاء الاصطناعي
يُعد الذكاء الاصطناعي موضوعاً بارزاً في مجموعة متنوعة من المجالات، ونطاق تطبيقاته المحتملة في الطب مذهل. يقول ستيفن: "نحن نستخدم الذكاء الاصطناعي للكشف عن العلامات المبكرة لسرطان البنكرياس قبل أن يتمكن البشر من رصدها. إن الكشف المبكر يحسن بشكل هائل من احتمالية العلاج الناجح للمرض".
يقود الفريق في هذا المشروع تعاونٌ مع الدكتور ديبياو لي، وهو عالم بارز في مجال التصوير الطبي في مركز سيدارز سيناي الطبي. تدرب ديبياو وفريقه خوارزمية ذكاء اصطناعي باستخدام ثلاثة أنواع من الصور: صور الأشعة المقطعية التي تظهر فيها أورام السرطان الغدي القنواتي البنكرياسي بوضوح، وصور الأشعة المقطعية التي لا تظهر فيها أورام مرئية لمرضى شُخصوا لاحقاً بالسرطان، وصور الأشعة المقطعية لبنكرياس سليم خالي من الأورام كمجموعة ضابطة. وبمجرد تدريبه، أصبح نظام الذكاء الاصطناعي قادراً على تحديد الميزات غير المرئية للعين البشرية والتي يمكن استخدامها للتنبؤ بالسرطان وتشخيصه. ومن خلال تطبيق هذا النظام، يصبح من الممكن الكشف عن السرطان في مرحلة أسرع، مما يجعل العلاج أكثر نجاحاً بكثير.
ماذا بعد؟
لا يركز فريق ستيفن على التشخيص فحسب. يقول ستيفن: "نحن نطور أيضاً أدوية علاجية تستهدف الآليات الأساسية لأمراض البنكرياس. وإذا استطعنا إثبات فعالية هذه الأدوية في التجارب السريرية، فيمكن طرحها للمساعدة في تحسين نتائج المرضى حول العالم". إن التشخيص المبكر، يداً بيد مع العلاجات الفعالة، يقدم إمكانية لتحسين حياة المرضى الذين يعانون من أمراض البنكرياس بشكل كبير.
ويمكن للذكاء الاصطناعي أن يسرع هذا الاتجاه بشكل أكبر بفضل قدرته على اكتشاف الأنماط في مجموعات البيانات الضخمة. فالأشخاص معقدون، وكل منا لديه مجموعة مختلفة من العوامل المتفاعلة التي يمكن أن تؤثر على كيفية استجابتنا للعلاجات. يمكن للذكاء الاصطناعي البحث عن الأنماط في البيانات التي تصف كيفية استجابة المرضى المختلفين للعلاجات، واستخدام النتائج التي يتوصل إليها للتوصية بعلاجات محددة للمرضى المستقبليين بناءً على سمات خاصة، مثل المشكلات الصحية الأخرى، أو عوامل نمط الحياة، أو السمات الوراثية. وهذا يمكن أن يمهد الطريق لرعاية صحية مخصصة بحق تضمن حصول كل منا على العلاج الأكثر فعالية الممكن.
حول علم أمراض البنكرياس
علم أمراض البنكرياس هو دراسة كل ما يتعلق بالبنكرياس: كيف يتطور، وكيف يعمل، وماذا يحدث عندما يتوقف عن العمل بشكل صحيح. البنكرياس عضو معقد وله مجموعة من الأدوار المختلفة والحيوية في الجسم، لذا فإن فهم كيفية عمله أمر حاسم لرعاية صحية فعالة.
يمكن أن تتخذ أبحاث علم أمراض البنكرياس أشكالاً متنوعة. يقول ستيفن: "هناك العديد من الفرص في الأبحاث القائمة على المختبرات. وتوجد أيضاً فرص للأبحاث التطبيقية في التجارب السريرية، وفي العلاج المباشر للمرضى الذين يعانون من اضطرابات البنكرياس". تركز أعمال ستيفن المختبرية على دراسة ما يحدث على المستوى الخلوي، ولا سيما كيفية تأثير عمليات الإشارات بين الخلايا وداخلها على استجابة الجسم للمرض. إن فهم هذه العلاقات أمر أساسي لتطوير علاجات تسهل مسارات الإشارات الصحية. يعمل ستيفن أيضاً كطبيب ممارس في طب الجهاز الهضمي، حيث يستخدم مهاراته ومعرفته لتشخيص المرضى وعلاجهم.
تثير تعقيدات البنكرياس ووظائفه تحديات جمة. يقول ستيفن: "قد يكون تطوير الفحوصات والعلاجات أمراً صعباً. ومن المهم التحلي بالاصرار والتركيز لتجاوز أي عقبات". ويعتمد حل هذه التحديات على التعاون بين التخصصات المختلفة، ولهذا السبب يضم مختبر ستيفن خبراء في البيولوجيا الجزيئية، وبيولوجيا الخلايا، والكيمياء المحوسبة، وعلم أبحاث السكان، والعلوم السريرية، والطب الموجه للمرضى مباشرة.
إن التقنيات الثورية مثل الذكاء الاصطناعي يمكن أن تحدث تقدماً هائلاً في علم أمراض البنكرياس. يقول ستيفن: "نحن في نقطة تحول في هذا المجال. نحن نبني حالياً مجموعة كبيرة من الأعمال ما قبل السريرية، والتي ستكون قريبة للجاهزية للتطبيق في العالم الحقيقي لتحسين حياة المرضى مباشرة". يقف فريق ستيفن في طليعة هذه الجهود، متخطياً الحد الفاصل بين الأبحاث المختبرية والتجارب السريرية.
المسار من المدرسة إلى علم أمراض البنكرياس
للتحضير لمسيرة مهنية في علم أمراض البنكرياس، يوصي ستيفن ببناء مهاراتك ومعرفتك في الكيمياء، والبيولوجيا، والرياضيات، وعلم وظائف الأعضاء، بالإضافة إلى تطوير مهاراتك في الكتابة.
في الجامعة، يمكن لبرامج البكالوريوس في الطب، والبيولوجيا، وعلم وظائف الأعضاء، والكيمياء الحيوية، وغيرها من العلوم البيولوجية أن تؤدي إلى مسارات مهنية في علم أمراض البنكرياس.
استكشاف المهن في علم أمراض البنكرياس
يُعد علم أمراض البنكرياس مجالاً متخصصاً ودقيقاً، مما يعني أن الحصول على مهنة كعالم بنكرياس يتطلب البدء بشكل عام ثم التخصص بمرور الوقت. على سبيل المثال، قد يدرس المرء الطب في الجامعة، ثم يدرس طب الجهاز الهضمي للحصول على الدكتوراة، ثم يصبح عالم بنكرياس بعد الحصول على هذه المؤهلات.
يوصي ستيفن بالمؤسسة الوطنية للبنكرياس والجمعية الأمريكية للبنكرياس لمعرفة المزيد عن أحدث الأبحاث المتعلقة بالبنكرياس، بالإضافة إلى الفرص المحتملة للمشاركة. كما يقترح التواصل لبحث إمكانية الحصول على خبرة عمل، أو التدريب الميداني، أو التدريب الصيفي مع علماء البنكرياس.
ويشير ستيفن إلى أن الوظائف في علم أمراض البنكرياس يمكن العثور عليها في القطاع الأكاديمي، والصناعي، والممارسة السريرية.
تعرف على الدكتور ستيفن
نشأتُ في عائلة تعمل في المجال الزراعي. وفي المدرسة، كنت متفوقاً في الرياضيات والعلوم، مما أتاح لي الفرصة للتفكير في مسيرة مهنية علمية.
يُعد علم أمراض البنكرياس مجال دراسة ممتازاً إذا كنت ترغب في إحداث فارق ملموس. من خلال التصدي للتحديات التي تفرضها أمراض البنكرياس، يمكنك ترك أثر كبير في حياة المرضى. هذا بالتأكيد هو ما يدفعني: تحقيق اكتشافات لديها القدرة على تحسين العافية وجودة الحياة.
إن رحلة التعلم لا تتوقف أبداً. وأنا مدين بالكثير من نجاحي لانفتاحي الدائم على تعلم المزيد في كل مرحلة من مراحل مسيرتي المهنية. وبجانب التعلم، أجد متعة كبيرة في تعليم جيل المستقبل ومساعدتهم خلال رحلتهم الخاصة.
خارج نطاق العمل، أحب قضاء الوقت في الهواء الطلق وممارسة الهوايات الإبداعية. وعندما لا أكون في العمل، غالباً ما يمكن العثور عليّ وأنا أمارس المشي في الطبيعة، أو صيد الأسماك، أو الاستمتاع بالموسيقى وحضور الحفلات الموسيقية.
نصيحة ستيفن الذهبية
تشكل مهارات الكتابة، جنباً إلى جنب مع الرياضيات والعلوم، العمود الفقري لمسيرة مهنية ناجحة في أي مجال طبي أو علمي. أنت بحاجة إلى أن تكون قادراً على فهم ما تعمل عليه وتوصيله بفعالية حتى يستطيع الآخرون فهمه أيضاً.
