ستذهب جائزة نوبل لعام 2023 في علم وظائف الأعضاء أو الطب إلى كاتالين كاريكو ودرو وايزمان لاكتشافهما أن تعديل الحمض النووي الريبي المرسال – وهو شكل من أشكال المواد الوراثية التي يستخدمها الجسم لإنتاج البروتينات – يمكن أن يقلل من الاستجابات الالتهابية غير المرغوب فيها ويسمح بتسليمها إلى الخلايا. وفي حين أن تأثير النتائج التي توصلوا إليها ربما لم يكن واضحًا وقت اكتشافهم قبل أكثر من عقد من الزمن، إلا أن عملهم مهد الطريق لتطوير لقاحي Pfizer-BioNTech وModerna لكوفيد-19، بالإضافة إلى العديد من التطبيقات العلاجية الأخرى حاليًا. في التنمية.
لقد طلبنا من أندريه أو. هدسون، عالم الكيمياء الحيوية والأحياء الدقيقة في معهد روتشستر للتكنولوجيا، أن يشرح كيف أن الأبحاث الأساسية مثل تلك التي أجراها الفائزون بجائزة نوبل لهذا العام توفر الأسس للعلوم – حتى عندما لن يتم الشعور بآثارها البعيدة المدى حتى بعد سنوات.
ما هو العلم الأساسي؟
البحث الأساسي، والذي يُطلق عليه أحيانًا البحث الأساسي، هو نوع من البحث يهدف إلى فهم الظواهر الطبيعية مثل كيفية عمل الخلايا أو كيف يمكن للطيور أن تطير. يطرح العلماء الأسئلة الأساسية حول كيف ولماذا ومتى وأين وما إذا كان من أجل سد الفجوة في الفضول والفهم حول العالم الطبيعي.
يقوم الباحثون أحيانًا بإجراء أبحاث أساسية على أمل تطوير تقنية أو دواء يعتمد على هذا العمل. لكن ما يفعله العديد من العلماء عادة في الأوساط الأكاديمية هو طرح أسئلة جوهرية بإجابات قد تؤدي أو لا تؤدي إلى تطبيقات عملية.
البشر، والمملكة الحيوانية ككل، مجبرون على أن يكونوا فضوليين. الأبحاث الأساسية تخدش تلك الحكة.
ما هي بعض الاكتشافات العلمية الأساسية التي كان لها تأثير كبير على الطب؟
تُمنح جائزة نوبل لعام 2023 في علم وظائف الأعضاء أو الطب اعترافًا بالأعمال العلمية الأساسية التي تم إنجازها في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. إن اكتشاف كاريكو وويسمان حول تعديل mRNA لتقليل استجابة الجسم الالتهابية له سمح للباحثين الآخرين بالاستفادة منه لصنع لقاحات محسنة.
مثال آخر هو اكتشاف المضادات الحيوية، والذي كان مبنيًا على ملاحظة غير متوقعة. في أواخر عشرينيات القرن العشرين، كان عالم الأحياء الدقيقة ألكسندر فليمنج يزرع نوعًا من البكتيريا في مختبره ووجد أن طبق بيتري الخاص به قد تلوث عن طريق الخطأ بالفطر نوتاتوم البنسليوم. ولاحظ أنه أينما كان الفطر ينمو، فإنه يعيق أو يمنع نمو البكتيريا. وتساءل عن سبب حدوث ذلك، ثم انتقل بعد ذلك إلى عزل البنسلين، الذي تمت الموافقة عليه للاستخدام الطبي في أوائل الأربعينيات.
أدى هذا العمل إلى طرح المزيد من الأسئلة التي بشرت بعصر المضادات الحيوية. مُنحت جائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب لعام 1952 إلى سلمان واكسمان لاكتشافه الستربتوميسين، وهو أول مضاد حيوي لعلاج مرض السل.
غالبًا ما يتضمن البحث الأساسي رؤية شيء مفاجئ، والرغبة في فهم السبب واتخاذ قرار بإجراء المزيد من التحقيق. تبدأ الاكتشافات المبكرة من ملاحظة أساسية، تطرح السؤال البسيط “كيف؟” وفي وقت لاحق فقط يتم استغلالهم في التكنولوجيا الطبية التي تساعد البشرية.
لماذا يستغرق الأمر وقتًا طويلاً للانتقال من العلوم الأساسية التي يحركها الفضول إلى منتج أو تقنية جديدة؟
يمكن اعتبار اكتشاف تعديل mRNA على مسار سريع نسبيًا من العلوم الأساسية إلى التطبيق. لقد مرت أقل من 15 عامًا بين النتائج التي توصل إليها كاريكو وويسمان وبين لقاحات كوفيد-19. وبرزت أهمية اكتشافهم إلى الواجهة مع الوباء وملايين الأرواح التي أنقذوها.
لن تصل معظم الأبحاث الأساسية إلى السوق إلا بعد عدة عقود من نشرها الأولي في مجلة علمية. أحد الأسباب هو أنه يعتمد على الحاجة. على سبيل المثال، فإن الأمراض اليتيمة التي تؤثر على عدد صغير فقط من الناس سوف تحظى بقدر أقل من الاهتمام والتمويل مقارنة بالأمراض المنتشرة في كل مكان بين السكان، مثل السرطان أو مرض السكري. لا ترغب الشركات في إنفاق مليارات الدولارات على تطوير دواء لن يكون له سوى عائد صغير على استثماراتها. وبالمثل، نظرًا لأن العائد على الاستثمار في الأبحاث الأساسية غالبًا ما يكون غير واضح، فقد يكون من الصعب دعمه ماليًا.
سبب آخر ثقافي. يتم تدريب العلماء على مطاردة التمويل والدعم لعملهم أينما وجدوه. لكن في بعض الأحيان لا يكون الأمر سهلاً كما يبدو.
ومن الأمثلة الجيدة على ذلك عندما تم تحديد تسلسل الجينوم البشري لأول مرة في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. اعتقد الكثير من الناس أن الوصول إلى التسلسل الكامل سيؤدي إلى علاجات للعديد من الأمراض المختلفة. لكن الأمر لم يكن كذلك، لأن هناك العديد من الفروق الدقيقة في ترجمة الأبحاث الأساسية إلى العيادات. ما ينجح في الخلية أو الحيوان قد لا يترجم إلى البشر. هناك العديد من الخطوات والطبقات في العملية للوصول إلى هناك.
لماذا تعتبر العلوم الأساسية مهمة؟
بالنسبة لي، السبب الأكثر أهمية هو أن البحث الأساسي هو كيفية تدريب وتوجيه علماء المستقبل.
في بيئة أكاديمية، فإن إخبار الطلاب “دعونا نذهب لتطوير لقاح mRNA” مقابل “كيف يعمل mRNA في الجسم” يؤثر على كيفية تعاملهم مع العلوم. كيف يصممون التجارب؟ هل يبدأون الدراسة للأمام أم للخلف؟ هل هم جدليون أم حذرون في كيفية عرض النتائج التي توصلوا إليها؟
يتم تدريب كل عالم تقريبًا تحت مظلة بحثية أساسية حول كيفية طرح الأسئلة واتباع المنهج العلمي. أنت بحاجة إلى فهم كيف ومتى وأين يتم تعديل mRNAs قبل أن تتمكن حتى من البدء في تطوير لقاح mRNA. أعتقد أن أفضل طريقة لإلهام علماء المستقبل هي تشجيعهم على التوسع في فضولهم من أجل إحداث فرق.
عندما كنت أكتب رسالتي، كنت أعتمد على الدراسات التي نشرت في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين. ولا يزال يتم الاستشهاد بالعديد من هذه الدراسات في المقالات العلمية حتى يومنا هذا. عندما يشارك الباحثون أعمالهم، على الرغم من أنها قد لا تكون اليوم أو غدًا، أو بعد 10 إلى 20 عامًا من الآن، إلا أنها ستكون مفيدة لشخص آخر في المستقبل. ستجعل مهمة عالم المستقبل أسهل قليلًا، وأعتقد أن هذا إرث عظيم يجب أن نمتلكه.
ما هو المفهوم الخاطئ الشائع حول العلوم الأساسية؟
نظرًا لأن أي استخدام فوري للعلوم الأساسية قد يكون من الصعب جدًا رؤيته، فمن السهل الاعتقاد بأن هذا النوع من الأبحاث هو مضيعة للمال أو الوقت. لماذا يقوم العلماء بتربية البعوض في هذه المختبرات؟ أو لماذا يدرس الباحثون الطيور المهاجرة؟ وقد تم تقديم نفس الحجة مع علم الفلك. لماذا ننفق مليارات الدولارات على إرسال الأشياء إلى الفضاء؟ لماذا ننظر إلى حافة الكون وندرس النجوم وهي تبعد عنا ملايين ومليارات السنين الضوئية؟ كيف تؤثر علينا؟
هناك حاجة لمزيد من المعرفة العلمية لأن عدم وجودها يمكن أن يجعل من الصعب فهم سبب ضرورة البحث الأساسي لتحقيق اختراقات مستقبلية سيكون لها تأثير كبير على المجتمع.
على المدى القصير، قد يكون من الصعب رؤية قيمة البحوث الأساسية. ولكن على المدى الطويل، أظهر التاريخ أن الكثير مما نعتبره أمرًا مفروغًا منه الآن، مثل المعدات الطبية الشائعة مثل الأشعة السينية والليزر والرنين المغناطيسي، جاءت من أشياء أساسية اكتشفها الناس في المختبر.
ولا يزال الأمر يتعلق بالأسئلة الأساسية – نحن كائنات تبحث عن إجابات لأشياء لا نعرفها. طالما أن الفضول جزء من الإنسانية، فإننا سنبحث دائمًا عن إجابات.
تم إعادة نشر هذه المقالة من The Conversation، وهو موقع إخباري مستقل غير ربحي مخصص لمشاركة أفكار الخبراء الأكاديميين. إذا وجدت الأمر مثيرًا للاهتمام، فيمكنك الاشتراك في نشرتنا الإخبارية الأسبوعية.
كتب بواسطة: أندريه أو. هدسون، معهد روتشستر للتكنولوجيا.
اقرأ أكثر:
أندريه أو. هدسون يتلقى التمويل من المعاهد الوطنية للصحة.