نـوآوری کامپـیوتر در علـم سـم شناسی

   25967

علیرضا امینی راد- انجمن زیست فن آوری سلامت ایران- انستیتو پاستور ایران


سالانه با افزایش مقادیرمواد شیمیایی سنتتیک در جهان بسیار مهم و ضروری به نظر می رسد که راه هایی برای پیش بینی و تضمین ایمنی این مواد داشته باشیم. انتظارات عمومی و مدیریتی جامعه های امروزی به دنبال دستیابی به داروهای جدید و ایمن هستند به طوری که بدیهی است با استفاده از روش های معمول و رایج در فرآیند تهیه و آزمایش های تأیید ایمنی داروها و ترکیبات شیمیایی جدید زمان زیادی برای در دسترس قرارگیری این تقاضا صرف انجام آزمایشات متعدد خواهد شد.  تعیین میزان سمیت و اثرات جانبی ترکیبات شیمیایی و اینکه چه تأثیرات مضری بر انسان، حیوانات و محیط زیست می گذارند بسیار حائز اهمیت و پروسه ای زمان بر و پرهزینه می باشد؛ همچنین این مهم گامی استراتژیک و اساسی در طراحی داروها به شمار می آید. مدل های حیوانی آزمایشات تعیین سمیت و ایمنی مواد شیمیایی مدت زمان بسیار زیادی برای استنتاج منتطقی و صحیح اتلاف می کنند، مادامی که این مطالعات محدودیت و ملاحظات اخلاقی و بار اقتصادی نیز دارا می باشند.

روش های محاسباتی برای پیش بینی و تخمین (Predictive) سمیت مواد شیمیایی مفید به حساب می آیند. In silico toxicity  ، نوعی ارزیابی سمیت است که بوسیله ی اعمال ریاضیات و روش های محاسباتی برای آنالیز، شبیه سازی (Simulations) و یا پیش بینی سمیت مواد شیمیایی به کار می رود. به این شاخه از علم سم شناسی که در آن بجای انجام آزمایشات طولانی مدت و صرف هزینه های زیاد اقتصادی و زمانی، از علوم ریاضی و کامپیوتری برای تخمین و پیش بینی سمیت ترکیبات شیمیایی استفاده شده و در برهم کنش عوامل شیمیایی و ارگانیسم های بیولوژیک در مقیاس(Scale) متفاوت (ملکولی یا سلولی، تجمعی یا انفرادی) تحقیق و استنتاج می کند، سم شناسی محاسباتی(Computational toxicology)  گفته می شود.

روش های ارزیابی خطر(Risk assessment) سمیت ترکیبات شیمیایی در مدل های محاسباتی(In silico) متفاوت و براساس رابطه های محاسباتی ریاضی وار پی ریزی شده اند، از  رایج ترین و کاربردی ترین مدل های سم شناسی محاسباتی می توان به منحنی های دوز-پاسخ (Dose-Response) و مدل های فارماکوکینتیک (Pharmacokinetics) و فارماکودینامیک (Pharmacodynamics) اشاره کرد. به عنوان مثال دانشمندان سیر پیشرفت بیماری سرطان سینه (Breast Cancer) را به صورت پارامترهای محاسباتی در برابر فاکتورهای متغیری از قبیل: ویژگی های اندام مورد نظر و عملکرد ملکولی-سلولی بافت و پارامتر های دارویی، در فرمول محاسباتی فارماکوکینتیک و فارماکودینامیک مختص این بیماری قرار می دهند و در محیط مجازی سیر بیماری یا راه مقابله ایمنی میزبان را شبیه سازی کرده و با توجه به خروجی محاسبات نظریه پردازی و استنتاج می کنند.  دانشمندان امیدوارند تا  با بکارگیری علوم کامپیوتری و ریاضی وار سرعت پیگیری و انجام آزمایشات در علوم پزشکی به طور چشم گیری افزایش یافته و درمان بسیاری از بیماری های صعب العلاج و یا لاعلاج با پیش بینی های کامپیوتری میسر شود.


نظر شما



 

نامنظرات ارسال شده
Saeeidجالب بود، ممنون
فرزادعلوم کامپيوتر در سم شناسي مبحث خيلي زيبايي است . ممنون از آقاي اميني راد