في خطوة علمية متقدمة، طور باحثون من جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية “كاوست” أداة ذكية تعتمد على تقنية التعلم العميق تُدعى “ديب بلاستويد” (DeepBlastoid)، تهدف إلى تعزيز دراسة نماذج تطور الأجنة البشرية في بيئات مخبرية اصطناعية. وقد أظهرت نتائج بحث كاوست، المنشورة في مجلة “Life Medicine”، أن أداة “DeepBlastoid” تُظهر كفاءة عالية في تقييم صور النماذج، مما يجعلها تُكافئ في دقتها تقييم الأطباء والخبراء في المجال، لكنها تتفوق عليهم بسرعتها، حيث تنجز الأعمال بسرعة تفوقهم بألف مرة. يُشكل هذا التطور طفرة في أبحاث الأجنة، حيث يزيد من سرعة الاكتشافات العلمية في هذا المجال الحيوي ويقلل من الجهد والوقت اللازمين للتحليل اليدوي.
دراسة مراحل تطور الجنين البشري
تعتبر المراحل المبكرة من تطور الجنين البشري أساسية لفهم الكثير من جوانب الصحة الإنجابية، مثل الخصوبة ومضاعفات الحمل وأسباب اضطرابات النمو. ومع ذلك، تعاني الأبحاث في هذا الصدد من قيود أخلاقية تمنع الدراسات المباشرة على الأجنة. لذا، برزت أهمية “البلاستويدات”، التي تحاكي مرحلة الكيسة الأريمية (blastocyst)، وهي المرحلة التي تمتد من اليوم الخامس بعد الإخصاب حتى لحظة انغراس الجنين في جدار الرحم، وهي اللحظة التي يبدأ بها الحمل. تُستخدم البلاستويدات المستندة إلى الخلايا الجذعية كنموذج مثالي للبحث العلمي منذ اكتشافها عام 2021.
الأداة الذكية الجديدة
قام باحثو كاوست بتدريب أداة “DeepBlastoid” باستخدام أكثر من 2000 صورة ميكروسكوبية للبلاستويدات، واستخدموا الأداة لتقييم تأثير المواد الكيميائية على نمو البلاستويدات من خلال تحليل أكثر من 10,000 صورة إضافية. يعد فهم تأثير المواد الكيميائية على البلاستويدات ضروريًا، خاصةً بالنسبة للنساء اللواتي يتناولن أدوية موصوفة ويرغبن في الحمل. تقدم أداة “DeepBlastoid” سرعة معالجة فائقة، حيث تستطيع تحليل 273 صورة في الثانية، مما يتيح للعلماء تقييم عشرات الآلاف من البلاستويدات في دقائق، في حين أن التحليل اليدوي يستغرق وقتًا طويلاً ويتطلب خبرة عميقة من الباحث.
ووفقًا للبروفيسور مو لي، الأخصائي في البيولوجيا الجذعية في كاوست، فإن “DeepBlastoid” تفتح آفاقًا جديدة لفهم تأثير الأدوية على نمو الأجنة، مما يعزز نجاح تقنيات الإخصاب المساعد مثل التلقيح الاصطناعي. علاوة على ذلك، بفضل القدرة على تحليل كميات ضخمة من البيانات في وقت قصير، تتاح للعلماء فرص إجراء تجارب بحثية كانت في السابق محدودة بسبب قيود الوقت والموارد. رغم أن الباحثين قد استخدموا “DeepBlastoid” لدراسة البلاستويدات، إلا أن الخوارزمية مرنة وقابلة للتطبيق على نماذج خلوية أخرى تعتمد على الخلايا الجذعية، مما يعزز القدرة على فهم العمليات البيولوجية المعقدة.