Synthimol

طور باحثون في جامعة ماكماستر في كندا وجامعة ستانفورد في الولايات المتحدة نموذجاً جديداً رائداً للذكاء الاصطناعي يسمى "نموذج سينثيمول"، حيث يمكنه تصميم مليارات من جزيئات المضادات الحيوية الجديدة، وهذه الجزيئات ليست رخيصة الثمن فحسب، بل إنها سهلة الصنع أيضاً.

وتركز دراستهم، التي نشرت في مجلة Nature Machine Intelligence، على مكافحة نوع خطير بشكل خاص من البكتيريا والمقاوم للمضادات الحيوية يسمى Acinetobacter baumannii، ومن المعروف أن هذه البكتيريا تسبب التهابات خطيرة مثل الالتهاب الرئوي والتهاب السحايا، ويصعب علاجها بسبب مقاومتها للعديد من المضادات الحيوية، ويأمل الفريق أن يعالج المضاد الحيوي المبتكر، المصمم بمساعدة الذكاء الاصطناعي، التهديد المتزايد لمقاومة المضادات الحيوية ويحمي الصحة العالمية.

ومضادات الميكروبات، بما في ذلك المضادات الحيوية، هي أدوية أساسية تستخدم للوقاية من العدوى وعلاجها لدى البشر والحيوانات والنباتات، ومع ذلك، فإن مقاومة مضادات الميكروبات تشكل مصدر قلق صحي عالمي كبير، ويمكن للبكتيريا والفيروسات والفطريات والطفيليات أن تطور مقاومة للأدوية المضادة للميكروبات مع مرور الوقت، مما يجعل علاج العدوى أكثر صعوبة ويزيد من خطر الإصابة بأمراض خطيرة والوفاة.

ونموذج سينثيمول هو نتيجة لأخذ عينات جزيئية واسعة النطاق، تضم 132000 جزيء، وقام الباحثون بتدريب خوارزمية ذكاء اصطناعي، مماثلة لتلك المستخدمة في أدوات إنتاج الصور، على آلاف الأدوية المعروفة ذات التركيبات الكيميائية الدقيقة، ومن ثم قاموا باختبار هذه الأدوية على بكتيريا Acinetobacter baumannii لتحديد أي منها كان فعالاً في قتل البكتيريا أو إبطائها.

وباستخدام هذه البيانات، أنتج نظام الذكاء الاصطناعي الآلاف من تصميمات المضادات الحيوية الجديدة التي تستهدف سلالات بكتيرية معينة، بما في ذلك Acinetobacter baumannii، وإحدى المزايا المهمة لسينثيمول "Synthimol: هي دقته في استهداف Acinetobacter baumannii مع تجنب أنواع أخرى من البكتيريا، ويعتقد الباحثون أن هذا النهج المستهدف سيجعل من الصعب على البكتيريا تطوير مقاومة للدواء وتقليل الآثار الجانبية المحتملة لدى المرضى.

ويمثل تطوير سينثيمول تقدماً كبيراً في اكتشاف المضادات الحيوية، ويرى الباحث الرئيسي جوناثان ستوكس أن هذه النتائج هي نقطة انطلاق، مع خطط لتحسين تصميم الدواء وفعاليته من خلال الاختبارات المعملية والتجارب السريرية، ومن المتوقع أن المضادات الحيوية التي تم تطويرها بمساعدة الذكاء الاصطناعي، مثل سينثيمول، يمكن أن تكون متاحة للمرضى بحلول عام 2030.

ويوضح هذا الإنجاز إمكانات الذكاء الاصطناعي في المجال الطبي، ومن خلال الفحص السريع لملايين المركبات المحتملة، يعمل الذكاء الاصطناعي على تسريع اكتشاف مضادات حيوية جديدة، وهو الأمر الذي سيكون من المستحيل تحقيقه يدوياً، ويؤكد جوناثان ستوكس أن الذكاء الاصطناعي يحسن معدلات النجاح، ويقلل أيضاً من التكاليف، مما يؤدي في النهاية إلى اكتشاف المضادات الحيوية التي تشتد الحاجة إليها.