باحثون يطورون بمساعدة الذكاء الاصطناعي مضادات حيوية جديدة لمكافحة عدوى مستعصية

صمّم باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بمساعدة الذكاء الاصطناعي، مضادات حيوية جديدة، قادرة على مكافحة نوعين من العدوى المستعصية على العلاج. وباستخدام خوارزميات توليدية بالذكاء الاصطناعي، قام فريق البحث بتصميم أكثر من 36 مليون مركب محتمل، ثم أجرى فحصا حاسوبيا لها لتحديد خصائصها المضادة للميكروبات.

وكانت المركبات الأعلى ترشيحا التي توصلوا إليها مختلفة تماما في بنيتها عن أي مضادات حيوية معروفة، ويبدو أنها تعمل بآليات جديدة تعطل أغشية الخلايا البكتيرية لـ"النيسرية البنيّة" المسببة لمرض السيلان، والسلالة متعددة المقاومة للأدوية من "المكورات العنقودية الذهبية".

ونقل موقع أخبار معهد ماساتشوستس، عن أستاذ الهندسة الطبية والعلوم في المعهد جيمس كولينز قوله: "نحن متحمسون للإمكانات الجديدة التي يفتحها هذا المشروع أمام تطوير المضادات الحيوية. عملنا يثبت قوة الذكاء الاصطناعي في تصميم الأدوية، ويمكّننا من استكشاف مساحات كيميائية واسعة لم يكن الوصول إليها ممكنا من قبل".

وعلى مدار 45 عاما مضت، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأميركية على عشرات فقط من المضادات الحيوية الجديدة، ومعظمها كان مجرد نسخ معدلة من مضادات قائمة، بينما استمرت مقاومة البكتيريا لهذه الأدوية في الازدياد.

وعالميا، يُقدر أن العدوى البكتيرية المقاومة للأدوية تتسبب في نحو5 ملايين وفاة سنويا.

وفي محاولة لاكتشاف مضادات جديدة، استخدم فريق البحث في معهد ماساتشوستس قوة الذكاء الاصطناعي لفحص مكتبات ضخمة من المركبات الكيميائية الموجودة، وتوسعوا إلى جزيئات غير موجودة في أي مكتبة كيميائية، عبر توليد جزيئات افتراضية بواسطة الذكاء الاصطناعي قد تكون ممكنة كيميائيا رغم عدم اكتشافها سابقا.

وأظهرت التجارب أن مركبNG1 يستهدف بروتينا جديدا يدعى LptA، مسؤول عن تكوين الغشاء الخارجي لبكتيريا "النيسرية البنيّة" المسببة لمرض السيلان، ويعمل على تعطيل هذه العملية مما يؤدي لموت الخلية.

وتمكن DN1، من القضاء على عدوى من نوع "المكورات العنقودية الذهبية" في فأر، حيث يبدو أن هذا المركب استهدف أيضا أغشية الخلايا البكتيرية، لكن بآليات أوسع لا تعتمد على بروتين واحد.

وستعمل منظمة Phare Bio الشريكة في المشروع على إجراء المزيد من التعديلات على NG1 وDN1، لجعلهما مناسبين لمزيد من الاختبارات السريرية، مع إمكانية تطبيق الأمر على أنواع بكتيريا أخرى.