الذكاء الاصطناعي يصمم مضادات حيوية واعدة لمواجهة السيلان المقاوم والمكورات العنقودية الذهبية

كشف باحثون عن قيام الذكاء الاصطناعي بتصميم مضادين حيويين جديدين محتملين قادرين على قتل بكتيريا السيلان المقاومة للعلاج (gonorrhoea) والمكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين (MRSA)، في خطوة تفتح آفاقاً جديدة لمكافحة البكتيريا الخارقة.

التصميم الذري والنتائج المبهرة:

صُممت الجزيئات الجديدة ذرةً بذرة باستخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي التوليدية (Generative AI).

أثبتت المركبات فعاليتها في قتل هذه البكتيريا الخارقة خلال اختبارات معملية واختبارات على الحيوانات.

يمثل هذا التقدم نقلة نوعية عن الاستخدامات السابقة للذكاء الاصطناعي، والتي ركزت على فرز المركبات المعروفة فقط، حيث تم هنا إنشاء تصميمات جديدة بالكامل.

مواجهة أزمة عالمية:

يأتي هذا الإنجاز في وقت تشكل فيه العدوى المقاومة للمضادات الحيوية تهديداً صحياً عالمياً خطيراً، حيث تتسبب في أكثر من مليون وفاة سنوياً. وقد ساهم الإفراط في استخدام المضادات الحيوية وتوقف اكتشاف فئات جديدة منها لعقود في تفاقم هذه الأزمة.

كيف تم التصميم؟ (منهجية مبتكرة):

تدريب الذكاء الاصطناعي: تم تغذية النماذج ببيانات حول التركيب الكيميائي لآلاف المركبات المعروفة ومدى فعاليتها في إعاقة نمو أنواع بكتيرية مختلفة.

فهم التفاعلات: تعلم الذكاء الاصطناعي كيفية تأثير الهياكل الجزيئية (المكونة من ذرات الكربون، الهيدروجين، الأكسجين، النيتروجين) على البكتيريا.

استراتيجيتا التصميم:

البحث في مكتبة تضم ملايين الشظايا الكيميائية الصغيرة (8-19 ذرة) للبدء ببنية واعدة ثم التطوير منها.

منح الذكاء الاصطناعي حرية كاملة في التصميم من الصفر.

المرشحات الذكية: استبعدت الخوارزميات أي مركبات تشبه المضادات الحالية، وركزت على ابتكار جزيئات قابلة للتصنيع كأدوية (وليس كمواد تنظيف) وغير سامة للإنسان.

النتائج والتحديات القادمة:

نجح التصميم في إنتاج مضادين حيويين مرشحين: أحدهما لمكافحة السيلان المقاوم والآخر لـ MRSA (التي تعيش على الجلد بشكل غير ضار ولكنها تسبب التهابات خطيرة إذا دخلت الجسم).

أكد البروفيسور جيمس كولينز (MIT)، قائد الفريق، لـ BBC أن هذا العمل يثبت إمكانية استخدام الذكاء الاصطناعي التوليدي لتصميم مضادات حيوية جديدة كلياً، مما قد يُطلق “عصراً ذهبياً ثانياً” لاكتشاف المضادات الحيوية.

ومع ذلك، لا يزال الطريق طويلاً:

تحتوي المركبات إلى سنوات من التطوير والتجارب السريرية قبل الموافقة عليها.

من أصل 80 مركباً مصمماً نظرياً للسيلان، تم تصنيع اثنين فقط بنجاح، مما يسلط الضوء على تحدي تصنيع التصميمات المعقدة.

يؤكد الدكتور أندرو إدواردز (مبادرة فليمنج وإمبريال كوليدج لندن) على ضرورة “القيام بالعمل الشاق” في اختبارات السلامة والفعالية السريرية.

التحدي الاقتصادي (عقبة أساسية):

يشير البروفيسور كريس دوسون (جامعة وارويك) إلى مشكلة جوهرية تتجاوز الاكتشاف العلمي: الجدوى الاقتصادية. فالمضاد الحيوي الجديد المثالي يجب استخدامه بأقل قدر ممكن للحفاظ على فعاليته، مما يجعل تطويره غير مربح تجارياً للشركات الدوائية، ويشكل عائقاً رئيسياً أمام تحويل الاكتشافات إلى أدوية متاحة.

هذا المحتوى تم باستخدام أدوات الذكاء الاصطناعي.