مع الوباء الحالي ، يلوح في الأفق تهديد خطير آخر للصحة العامة - ظهور "الجراثيم المقاومة للمضادات الحيوية". لذلك ، هناك حاجة إلى مضادات حيوية جديدة ، لكن تطويرها يستغرق وقتًا. شركة أبحاث IBM طبق الذكاء الاصطناعي (AI) على هذه المهمة ، وسرعان ما حصل على اثنين من الأدوية المرشحة الواعدة.
مثل جميع الكائنات الحية ، تتطور البكتيريا استجابة للتغيرات في بيئتها ، لذلك عندما نضخ أجسامنا بالعقاقير ، فإن الأمر مجرد مسألة وقت قبل أن يكتشف البعض كيفية حماية أنفسهم. بالنظر إلى الوقت الكافي واستخدام المضادات الحيوية ، ستبقى الميكروبات الوحيدة هي الميكروبات المقاومة وراثيًا للأدوية.
يتوقع العلماء أنه بدون مضادات حيوية جديدة أو علاجات أخرى بحلول عام 2050 ، بمجرد أن تبدأ العدوى البسيطة في حصد حياة ما يصل إلى 10 ملايين شخص سنويًا. يستغرق تطوير عقاقير جديدة سنوات وينطوي على الكثير من التجربة والخطأ. لحسن الحظ ، هذا هو بالضبط نوع العمل الذي يتفوق فيه الذكاء الاصطناعي ، لذلك طورت شركة IBM نظامًا جديدًا لسحق الأرقام من أجلنا.
قام فريق بحثي في IBM بإنشاء نظام ذكاء اصطناعي يستكشف المساحة الكاملة لإمكانيات التكوينات الجزيئية بشكل أسرع. أولاً ، بدأ الباحثون بنموذج - جهاز تشفير تلقائي عميق - يقوم بشكل أساسي بفحص عدد من متواليات الببتيد ، ويجمع معلومات مهمة حول وظائفها والجزيئات التي تتكون منها ، ويبحث عن أوجه التشابه مع الببتيدات الأخرى.
ثم يتم تطبيق نظام يسمى أخذ عينات مساحة السمة الكامنة الخاضعة للتحكم (CLaSS). يستخدم هذا النظام البيانات التي تم جمعها ويولد جزيئات ببتيد جديدة بخصائص مرغوبة محددة. في هذه الحالة ، هو فعالية مضادات الميكروبات.
ولكن بطبيعة الحال ، فإن القدرة على قتل البكتيريا ليست الشرط الوحيد للمضاد الحيوي - بل يجب أن تكون أيضًا آمنة للاستخدام البشري وتعمل بشكل مثالي ضد مجموعة من فئات البكتيريا. وبالتالي ، يتم بعد ذلك تمرير الجزيئات التي يولدها الذكاء الاصطناعي من خلال مصنفات التعلم العميق للتخلص من التركيبات غير الفعالة أو السامة.
في غضون 48 يومًا ، حدد نظام الذكاء الاصطناعي وصنع وجرب 20 مرشحًا جديدًا من المضادات الحيوية الببتيدية. اثنان منهم ، على وجه الخصوص ، تبين أنهما واعدان بشكل خاص - فقد كانا فعالين للغاية ضد عدد من البكتيريا. لديهم أيضًا سمية منخفضة في مزارع الخلايا والاختبارات على الفئران.
المضادات الحيوية المرشحتان الجديدتان مثيرتان للاهتمام بدرجة كافية بمفردهما ، لكن العملية التي تم اكتشافهما من خلالها هي الاختراق الحقيقي. يمكن أن تساعد القدرة على تطوير واختبار مضادات حيوية جديدة بسرعة وكفاءة أكبر في منع سيناريو الكابوس المتمثل في العودة إلى أيام المضادات الحيوية.
اقرأ أيضا:
- Xiaomi اشترت شركة CVITEK ، مطور تقنيات الذكاء الاصطناعي
- خمس طرق يمكن أن يساعدنا بها الذكاء الاصطناعي في استكشاف الفضاء