الذكاء الاصطناعي يبتكر مضادات حيوية جديدة لمقاومة أخطر البكتيريا في العالم
كتبت:- أمل علوي
في إنجاز علمي غير مسبوق، نجح باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في استخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي التوليدية (Generative AI) لتصميم مضادات حيوية جديدة قادرة على قتل سلالات بكتيرية مميتة ومقاومة للعقاقير، مما يفتح باب الأمل في مواجهة أحد أكبر التهديدات الصحية العالمية.
مواجهة أزمة مقاومة المضادات الحيوية
تشكل البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية تهديداً صحياً عالمياً يُقدّر أنه يتسبب في قرابة 5 ملايين حالة وفاة سنوياً. وعلى مدى 45 عاماً الماضية، كانت غالبية المضادات الحيوية الجديدة المعتمدة مجرد variations لعقاقير موجودة، بينما استمرت قدرة البكتيريا على تطوير المقاومة في التصاعد.
كيف عمل الذكاء الاصطناعي؟
قام الفريق البحثي، بقيادة البروفيسور جيمس كولينز، باستخدام نهجين متوازيين:
التصميم الموجّه: حيث طُلب من الخوارزميات توليد جزيئات بناءً على جزء كيميائي محدد (Fragment F1) معروف بنشاطه المضاد للميكروبات، مستهدفة بكتيريا Neisseria gonorrhoeae المسببة للسيلان.
التصميم الحر غير المقيد: حيث سُمح للخوارزميات بتوليد جزيئات جديدة بحرية كاملة لمهاجمة بكتيريا المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين (MRSA).
من خلال هذه العمليات، قامت الخوارزميات بتصميم أكثر من 36 مليون مركب افتراضي، ثم تم غربلتهم computationally للعثور على الأكثر فعالية والأقل سُمية على الخلايا البشرية.
نتائج مذهلة واعدة
أسفر هذا الجهد عن اكتشافات رائدة:
ضد السيلان: تم تحديد مركب واعد أطلق عليه اسم NG1، أثبت فعالية عالية في قتل البكتيريا في أطباق المختبر وفي نموذج حيواني مصاب. يعمل هذا المركب عبر آلية جديدة تماماً تستهدف بروتين LptA المسؤول عن تكوين الغشاء الخلوي للبكتيريا.
ضد MRSA: تم تحديد مركب آخر واعد اسمه DN1، نجح في علاج عدوى جلدية في نموذج حيواني لفأر مصاب بسلالة MRSA. تعمل هذه الجزيئات عن طريق تعطيل الأغشية الخلوية للبكتيريا.
مستقبل واعد وآفاق جديدة
يُمهد هذا البحث الطريق لثورة في اكتشاف الأدوية. يعمل الباحثون الآن مع منظمة “فير بايو” (Phare Bio) غير الربحية لتطوير هذه المركبات واختبارها قبل السريري. كما يخطط الفريق لتطبيق نفس المنصة لمحاربة بكتيريا أخرى خطيرة مثل السل (Mycobacterium tuberculosis) والزائفة الزنجارية (Pseudomonas aeruginosa).
يؤكد البروفيسور كولينز: “عملنا يظهر قوة الذكاء الاصطناعي من منظور تصميم الأدوية، ويمكننا من استغلال مساحات كيميائية أكبر بكثير كانت غير قابلة للوصول سابقاً”.
هذا المحتوى تم باستخدام أدوات الذكاء الاصطناعي.
