بالذكاء الاصطناعي.. باحثون يبتكرون مضادات حيوية تقضي على مقاومة البكتيريا
تاريخ النشر: 15th, April 2024 GMT
ابتكر باحثون في جامعة "ماكماستر" الكندية وجامعة "ستانفورد" الأميركية، نموذجًا جديدا للذكاء الاصطناعي يمكنه تصميم مليارات من جزيئات المضادات الحيوية الجديدة غير المكلفة وسهلة التصميم، وأطلقوا عليه اسم "سينثيمول".
ففي دراسة جديدة نُشرتها دورية "نيتشر مشين إنتيلجنس" ذكر الباحثون أن النموذج الذي ابتُكر في المختبر يمكنه تصميم مضادات حيوية لوقف انتشار نوع من البكتيريا تدعى "البومانية الراكدة"، والتي صنفتها منظمة الصحة العالمية على أنها واحدة من أكثر أنواع البكتيريا المسببة للأمراض والمقاومة للمضادات الحيوية وأخطرها في العالم ويصعب استئصالها، إذ يمكن للطفيليات البومانية أن تسبب الالتهاب الرئوي والتهاب السحايا وتصيب الجروح، وكلها يمكن أن تؤدي إلى الوفاة.
ولهذا يتوقع الباحثون أن يكون لهذا المضاد الحيوي المبتكر قدرة على معالجة التهديد المتصاعد لمقاومة المضادات الحيوية وحماية الصحة العالمية.
وفقا لما جاء في موقع منظمة الصحة العالمية، فإن مضادات الميكروبات -ومنها المضادات الحيوية ومضادات الفيروسات ومضادات الفطريات ومضادات الطفيليات- أدوية تُستخدَم للوقاية من حالات العدوى التي تصيب الإنسان والحيوان والنبات، وأيضا لعلاجها.
ولكن في بعض الحالات تنشأ مقاومة لمضادات الميكروبات عندما تطرأ تغييرات على البكتيريا والفيروسات والفطريات والطفيليات بمرور الوقت، وتصبح غير مستجيبة للأدوية، مما يجعل علاج حالات العدوى أكثر صعوبة، ويزيد من خطر انتشار الأمراض والاعتلالات الوخيمة والوفيات. كما تصبح المضادات الحيوية والأدوية الأخرى المضادة للميكروبات غير ناجعة بفعل مقاومة الأدوية.
ولهذا تُشكّل مقاومة مضادات الميكروبات تهديداً عالمياً للصحة والتنمية تستدعي اتخاذ إجراءات عاجلة متعددة من أجل تحقيق أهداف التنمية المستدامة، وهو ما دفع منظمة الصحة العالمية إلى الإعلان أن مقاومة مضادات الميكروبات من التهديدات العالمية العشرة الرئيسية للصحة العامة التي تواجه البشرية.
وبحسب البيان الصحفي الصادر من جامعة "ماكماستر"، فقد أدى الانتشار العالمي للبكتيريا المقاومة للأدوية إلى خلق حاجة ملحة لمضادات حيوية جديدة.
يقول "جوناثان ستوكس"، الأستاذ المساعد في قسم الطب الحيوي والكيمياء الحيوية بجامعة "ماكماستر" والباحث الرئيسي في الورقة البحثية: "المضادات الحيوية دواء فريد من نوعه، وبمجرد أن نبدأ في استخدامها في العيادة فإنها تفقد فاعليتها بشكل سريع، وذلك لأن البكتيريا تتطور بسرعة لمقاومتها، وبالتالي نحن بحاجة إلى نوع قوي من المضادات الحيوية للقضاء على النمو والتطور السريع للبكتيريا، كما نحتاج أيضا إلى اكتشافها بسرعة وبتكلفة زهيدة، وهنا يلعب الذكاء الاصطناعي دورا حاسما".
ويضيف: "يشكل ظهور البكتيريا المقاومة للأدوية تهديدا صحيا عالميا هائلا، وهو ما يستلزم إيجاد حلول عاجلة لمكافحة العدوى بشكل فعال، ومع عجز الطرق التقليدية في كثير من الأحيان عن تحديد مركبات المضادات الحيوية الواعدة بسرعة وبطريقة غير مكلفة، تكثّف البحث عن حلول جديدة".
نموذج تصميم المضاد الحيوينموذج الذكاء الاصطناعي هو في الأساس إطار رياضي، أو خوارزمية تُدرَّب على البيانات، وتتضمن عملية التدريب هذه تغذية النموذج بكميات كبيرة من البيانات حتى يتمكن من التعلم وعمل استنتاجات أو تنبؤات بناء على تدريبه. وتلعب جودة وكمية البيانات إلى جانب بنية النموذج، دورا حاسما في تحديد فعالية النموذج ودقته.
ولهذا ظهر ابتكار النموذج "سينثيمول" الذي يأتي تلبية للحاجة الملحة للمضادات الحيوية الفعالة التي تقضي على البكتيريا بشكل سريع، وذلك عبر الاستفادة من عينات جزيئية واسعة مكونة من 132 ألف جزيء.
وبحسب الدراسة، فمن أجل تصميم النموذج "سينثيمول" تدرب الباحثون في البداية على استخدام خوارزمية ذكاء اصطناعي شبيهة بتلك المستخدمة في أدوات إنتاج الصور "مدجيرني" و"دال إي"، فأتوا بآلاف الأدوية المعروفة بتركيبها الكيميائي الدقيق، ثم اختبروها يدويا على البكتيريا "الراكدة البومانية" لتحديد أي منها قادرة على قتل هذه البكتيريا أو إبطائها.
وبعد ذلك أدخل الباحثون هذه المعلومات في نظام الذكاء الاصطناعي حتى يعرف الخصائص الكيميائية للأدوية القادرة على مهاجمة البكتيريا، بعد ذلك أنتجت الأداة آلاف المضادات الحيوية الجديدة التي تحدد أهدافًا بكتيرية أو فيروسية أو سرطانية بعينها.
ويضيف بيان جامعة "ماكماستر"، أن اللافت للاهتمام في الدواء الجديد هو اقتصار تأثيره على بكتيريا الراكدة البومانية دون سواها من أنواع البكتيريا الأخرى. ويرى الباحثون أن هذه الفعالية الدقيقة ستصعب على البكتيريا تطوير مقاومة للدواء، وتقلل التأثيرات الجانبية المحتملة عند المرضى.
وقال الباحث المشارك في الدراسة "جيمس زو"، وهو أستاذ مشارك في علوم البيانات الطبية الحيوية في جامعة ستانفورد: "لا يُصمم سينثيمول جزيئات جديدة مرشحة للأدوية الواعدة فحسب، بل إنه يولد أيضا الوصفة لكيفية صنع كل جزيء جديد، وبالتالي فإن توليد مثل هذه الوصفات هو نهج جديد يغير قواعد اللعبة، لأن الكيميائيين لا يعرفون كيفية صنع جزيئات مصممة بواسطة الذكاء الاصطناعي".
يقول البيان الصادر من جامعة "ماكماستر": إن هذا النهج الرائد يتيح التحديد السريع والفعال للمضادات الحيوية، مما يمثل تقدما محوريا في اكتشاف جزيئات جديدة ذات خصائص مضادة للبكتيريا وواعدة.
ويرى الباحث الرئيسي في الدراسة جوناثان ستوكس: إن هذه النتائج هي "نقطة البداية" لانطلاق عملهم، إذ أن الخطوة المقبلة هي تطوير الدواء بدقة ونجاحه في المختبر، ومن ثم إجراء التجارب السريرية. ومن المتوقع أن يطول الأمد حتى عام 2030 لتصبح المضادات الحيوية التي ساهم الذكاء الاصطناعي بتطويرها متاحة للمرضى.
ويضيف بيان جامعة ماكماستر، أن اللافت للاهتمام في الدواء الجديد هو اقتصار تأثيره على بكتريا "الراكدة البومانية" دون سواها من أنواع البكتريا الأخرى، ويرى الباحثون أن هذه الفعالية الدقيقة ستصعّب على البكتيريا تطوير مقاومة للدواء، وتقلل التأثيرات الجانبية المحتملة عند المرضى.
ويُظهر هذا الاكتشاف مدى الفعالية المحتملة للذكاء الاصطناعي في المجال الطبي، خاصة أنه يستطيع فحص ملايين المركبات المحتملة بسرعة كبيرة، وهو أمر يتعذر القيام به يدوياً. وهنا يعلق ستوكس قائلاً: "يعزز الذكاء الاصطناعي معدلات النتائج، وربما يقلل حجم النفقات، مما يتيح لنا اكتشاف أنواع جديدة من المضادات الحيوية اللازمة في مجالنا".
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: ترجمات حريات مضادات المیکروبات المضادات الحیویة للمضادات الحیویة الذکاء الاصطناعی الصحة العالمیة على البکتیریا الباحثون أن
إقرأ أيضاً:
كيف خسرت آبل عرش الذكاء الاصطناعي لصالح ميتا؟
كشف الصحفي الشهير المتخصص في أخبار أبل، مارك جورمان، عن رؤى جديدة مثيرة في أحدث إصدار من نشرته الإخبارية "Power On"، مشيرًا إلى أن أبل كان يمكن أن تتربع على عرش سوق النظارات الذكية، لكنها أضاعت الفرصة لصالح شركة ميتا بسبب ضعف التنسيق الداخلي.
ميتا تهيمن على المشهد بفضل استثماراتها في الواقع الممتدبعد أكثر من عقد من الاستثمار في تقنيات الواقع الممتد (XR)، أصبحت ميتا واحدة من أبرز الأسماء في مجال الواقع الافتراضي.
وتعد نظارات Meta Quest 3 وQuest 3S وQuest 2 من بين أكثر نظارات الواقع الافتراضي شعبية حول العالم.
ولم تكتفِ ميتا بذلك، بل أطلقت نظارات Ray-Ban الذكية التي حققت نجاحًا فاق كل التوقعات، ما دفع الشركة إلى إعادة هيكلة قسم XR للتركيز على تطوير أجهزة قابلة للارتداء من هذا النوع.
اللافت أن نظارات Ray-Ban الذكية لا تحتوي حتى على شاشة عرض، بل تعتمد على مكبرات صوت وميكروفون وكاميرا فقط ، ورغم ذلك، لاقت إعجابًا واسعًا من المستخدمين.
ومع دمج تقنية Meta AI، أصبحت النظارات أداة تقنية متطورة بحق. وتخطط ميتا الآن لإطلاق نسخة جديدة من النظارات مزودة بشاشة عرض قبل نهاية العام الجاري.
وبحسب جورمان، كان بإمكان أبل أن تحقق هذا النجاح ذاته، لكنها أهدرت الفرصة بسبب تأخرها في التنسيق الداخلي واتخاذ القرار. وأكد أن أبل كانت تدرس منذ فترة إطلاق منتج منافس لنظارات Ray-Ban، إلا أن التردد الطويل جعلها تخسر الصدارة لصالح ميتا.
ورغم إطلاق أبل نظارة Vision Pro للواقع المختلط، والتي تُعد منتجًا فخمًا، إلا أن المبيعات جاءت أقل من التوقعات.
ومع ذلك، أبل لم تتراجع عن طموحاتها في مجال XR، إذ تخطط في النهاية لتقديم نظارات واقع معزز حقيقية مدعومة بالذكاء الاصطناعي منتج شبيه بمشروع Meta Orion المستقبلي ، يمكن أن يكون بديلاً للهاتف الذكي.
مشكلات أبل مع الذكاء الاصطناعي تعرقل التقدمومما يزيد الأمور تعقيدًا أن مبادرة "Apple Intelligence" لا تزال تعاني من مشاكل جوهرية، متأخرة كثيرًا عن منافسين مثل "Gemini" من جوجل و"ChatGPT" من OpenAI.
وبالتالي، لن تتمكن أبل من إطلاق نظارات ذكية مدعومة بالذكاء الاصطناعي قبل إصلاح منظومة الذكاء الاصطناعي الخاصة بها.
وختم جورمان تحليله بجملة لاذعة قائلاً:"أبل أضاعت الفرصة لصالح شركة شبكات اجتماعية"،في إشارة مباشرة إلى ميتا، مضيفًا أن هذا الإخفاق كان يمكن تفاديه لو كانت جهود أبل أكثر تنسيقًا وجرأة.
عضو بالعمل الفلسطيني: العالم يشاهد مجازر الإحتلال بقطاع غزة في صمت