کشف نوع جدیدی از آنتی بیوتیک‌ ها
کشف نوع جدیدی از آنتی بیوتیک‌ ها
هوش مصنوعی AI نوع جدیدی از آنتی بیوتیک‌ها را پیدا کرده است. این ممکن است یک روز زندگی شما را نجات دهد.

به گزارش واحد علم و فناوری خبرگزاری صبح اقتصاد  در طول سال جاری، ۷۰۰۰۰۰ نفر در سراسر جهان در اثر عفونت های مقاوم به دارو جان خود را از دست می دهند. یک گزارش مهم سازمان ملل اخیراً هشدار داد ، اگر ما تغییری اساسی ایجاد نکنیم ، این تعداد سالانه منجر به مرگ تا سال ۲۰۵۰ به ۱۰ میلیون نفر برسد.”کشف نوع جدیدی از آنتی بیوتیک‌ ها”

برای اولین بار، محققان هوش مصنوعی چگونگی شناسایی انواع کاملاً جدید آنتی بیوتیک ها را با آموزش یک شبکه عصبی برای پیش بینی اینکه کدام مولکول ها دارای خاصیت کشتن باکتری ها هستند ، فهمیدند. آنها تازه یافته های خود را در مجله    علمی cell منتشر کرده اند.

این تیم تحقیقاتی، مستقر درMIT ، ترکیب جدیدی را پیدا کرده است که روی موشهای مقاوم در برابر داروهای M. tuberculosis ، C. difficile ،  A. baumannii و سایر عوامل بیماری زا کار می کند. آنها آن را هالیسین نامیدند: ادیسه فضایی – و هنگام توصیف کشف خود در مطالعه، پنج بار از کلمه “هیجان انگیز” استفاده کردند. به راحتی می توان فهمید که چرا: این واقعاً یک لحظه هیجان انگیز برای جامعه هوش مصنوعی و جامعه بهداشت عمومی است و خیلی لحظه به زودی نمی رسد.

CDC در ماه نوامبر هشدار داد كه ما اکنون وارد دوره پس از آنتی بیوتیك می شویم – زمانی كه آنتی بیوتیك های ما بسیار بی فایده می شوند. ما با استفاده از آنتی بیوتیک ها در درمان انسان، حیوان و محصولات زراعی این بحران را ایجاد کرده ایم. این باکتری ها با داروهای ما سازگار شده اند، و به شکل superbugs هایی هستند که می توانند سلامتی ما را به راحتی تخریب کنند.

شرکت های بزرگ داروسازی و بیوتکنولوژی در حال ایجاد آنتی بیوتیک های جدید نیستند زیرا سالها و بودجه زیادی برای انجام تحقیقات و توسعه می طلبد. بیشتر ترکیبات جدید با شکست مواجه می شوند. حتی در صورت موفقیت، بازپرداخت آن اندک است. بنابراین برای بسیاری از شرکت های داروسازی، انگیزه مالی در آنجا وجود ندارد.

محققان MIT با نگاهی به این بن بست، فکر کردند: اگر بتوانیم از AI استفاده کنیم تا سرعت کشف آنتی بیوتیک ها را بالا برده و هزینه را کاهش دهیم؟ و این دقیقاً همان کاری است که آنها انجام دادند.”کشف نوع جدیدی از آنتی بیوتیک‌ ها”

سزار دو لا فوئنته، مهندس زیستی در دانشگاه پنسیلوانیا که در زمینه هوش مصنوعی و آنتی بیوتیک ها فعالیت می کند ، گفت: “من فکر می کنم این یک پیشرفت بزرگ است.” “از این گذشته، هیچ کلاس جدیدی از آنتی بیوتیک ها برای ده ها سال کشف نشده است. قطعاً این یکی از نظر ساختاری با آنتی بیوتیک های معمولی متفاوت است.”

هوش مصنوعی از حجم زیادی داده ها برآمد و کشف آنتی بیوتیک دقیقاً به آن نیاز دارد. هم اکنون دانشمندان به داده های غول پیکر در قالب كتابخانه های شیمیایی دسترسی دارند كه میلیون ها تركیب شناخته شده را فهرست می كنند. و در حالی که ممکن است انسانها سالها به جستجوی نامزدهای زیادی برای آن یک مولکول معجزه برسند، یک شبکه عصبی می تواند کارها را در روز انجام دهد.

برای شروع، محققان سلول یک شبکه عصبی را آموزش دادند تا بتوانند با بررسی داده های خود بر روی ۲۳۳۵ مولکول مولکولی که با باکتری E. coli مبارزه می کنند، از خواص ضد باکتریایی شناسایی کنند. آنها سپس به این مدل رسیدند كه از طریق چندین كتابخانه شیمیایی كه حاوی ۱۰۷ میلیون مولكول شگرف هستند و پیش بینی می كنند كه با E. coli چگونه می توانند بطور مؤثر مبارزه كنند – در حالی كه آنهایی را كه شبیه آنتی بیوتیك هایی هستند كه قبلاً دریافت كرده ایم ، پیش بینی كنند. سرانجام ، آنها حدود ۱۰۰ مورد از امیدوارترین بازدیدها را به دست آوردند و آنها را از نظر جسمی در آزمایشگاه آزمایش کردند.

به عنوان مولکولی که آنها را هالیسین لقب دادند، در کشتن باکتریهای مختلف، نه تنها E. coli ، هنگام آزمایش در موشها ، بسیار عالی بود. از همه بهتر، موشها حتی پس از ۳۰ روز در برابر هالیسین مقاومت نمی کردند. (مقاومت در برابر سایر ترکیبات گاهی اوقات طی یک یا دو روز توسعه می یابد.) این بسیار مهم است.

این مطالعه نشان می دهد که چگونه هوش مصنوعی می تواند کمک کند تا پرده از بین برود دانشمندان، که ممکن است عادت کنند به روشی خاص به یک مشکل نزدیک شوند. شبکه عصبی که انواع جدیدی از داروها را یافته است، بدون آنکه از الگوهای مشخص شده انسانی در مورد عملکرد مولکولهای مختلف استفاده کند، این کار را انجام داد. به عبارت دیگر ، این فرضیات از پیش برنامه ریزی نشده، تعصب محدود کننده ای نداشت.

“کشف نوع جدیدی از آنتی بیوتیک‌ ها”

محققان دیگر از هوش مصنوعی برای شکار به طور خاص برای آنتی بیوتیک ها استفاده می کنند اما از رویکرد متفاوتی با روش مورد علاقه MIT استفاده می کنند. به جای انتخاب مولکولهای شناخته شده از یک پایگاه داده و دیدن بهترین روش در کشتن باکتری ها، از رایانه هایی استفاده می کند تا بر خلاف آنچه در طبیعت می بینیم، مولکولهای کاملاً جدیدی طراحی کنند.

دو فرنگه گفت: “فرضیه من این است كه شاید جهان طبیعی از الهام خاتمه یافته باشد.” “شاید ما بیشتر مولکولهای جالبی را که طبیعت با خاصیت آنتی بیوتیکی مفیدی تولید کرده است پیدا کرده ایم، بنابراین زمان آن رسیده که به جای دیگری بنگریم. به احتمال زیاد، نسل بعدی آنتی بیوتیک ها از طبیعت، بلکه از دستگاه ها تولید می شوند. ”

با این حال، او یک یادداشت از احتیاط اضافه کرد. وی گفت: “هوش مصنوعی برای یافتن آنتی بیوتیک های جدید یک رویکرد خارج از محور را ارائه می دهد، اما این مشکل برای حل کل مشکل نخواهد بود.” ما هنوز باید استفاده بیش از حد از آنتی بیوتیک هایی که بحران مقاومت به دارو را تحریک می کنند را متوقف کنیم.

در مورد هالیسین، ترکیب جدیدی که توسط تیم MIT کشف شده است، مرحله بعدی آزمایش آن در آزمایشات بالینی خواهد بود. بسیاری از ترکیبات موجود در موشها در انسان مؤثر نیستند، بنابراین در حال حاضر باید خوش بینی خود را محدود کنیم. حتی اگر به نظر می رسد که هالیسین در انسان بسیار مؤثر است، سالها پیش خواهد بود تا بتوانید آن را به عنوان یک آنتی بیوتیک آماده در قفسه دریافت کنید.”کشف نوع جدیدی از آنتی بیوتیک‌ ها”

با این وجود، این یک پیشرفت خوب و قابل توجه است: مقاومت در برابر دارو یکی از بدترین کابوس های بهداشت عمومی ما است و هوش مصنوعی در جهت مقابله با آن گام های چشمگیری برداشته است.