ابتكار ثوري.. الذكاء الاصطناعي يصمم مضادات حيوية لمقاومة البكتيريا

طور فريق من الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) مضادين حيويين محتملين باستخدام الذكاء الاصطناعي، قادرين على القضاء على البكتيريا المقاومة للأدوية مثل السيلان وMRSA (المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين). وتمثل هذه الخطوة نقطة انطلاق محتملة لعصر جديد في اكتشاف الأدوية.

أهمية المضادات الحيوية ومشكلة المقاومة

وتلعب المضادات الحيوية دورًا أساسيًا في القضاء على العدوى البكتيرية، لكن مقاومة البكتيريا للعلاج تتسبب في وفاة أكثر من مليون شخص سنويًا، كما يؤدي الإفراط في استخدام الأدوية إلى تطور هذه المقاومة، في وقت يعاني فيه العالم من نقص مستمر في تطوير مضادات حيوية جديدة لعقود.

ابتكار ثوري

وقد سبق للباحثين استخدام الذكاء الاصطناعي لاستعراض آلاف المركبات الكيميائية لتحديد الأدوية المحتملة، لكن فريق MIT تجاوز ذلك عبر الذكاء الاصطناعي التوليدي لتصميم المضادات الحيوية نفسها لأول مرة.

ونشرت الدراسة في مجلة Cell، حيث فحص الباحثون 36 مليون مركب كيميائي، شملت مركبات غير مكتشفة سابقًا، مع تدريب الذكاء الاصطناعي على الهياكل الكيميائية للمركبات المعروفة وبيانات تأثيرها على نمو أنواع مختلفة من البكتيريا، ما مكّنه من ابتكار جزيئات فعّالة جديدة.

طرق التصميم ومراحل الاختبار

خلال التجارب، اعتمد الفريق على منهجين متكاملين؛ الأول استند إلى مكتبة ضخمة من الشظايا الكيميائية، بينما منح المنهج الثاني الذكاء الاصطناعي حرية الابتكار من البداية.

وقد تم استبعاد أي مركبات مشابهة للأدوية الحالية أو سامة للبشر، ثم صُنعت أفضل التصاميم واختبرت على البكتيريا في المختبر وعلى الفئران المصابة، ما أسفر عن اكتشاف مضادين حيويين محتملين.

وعلق البروفيسور جيمس كولينز من MIT قائلاً: “الذكاء الاصطناعي يمكن أن يساعدنا على ابتكار جزيئات جديدة بسرعة وبتكلفة منخفضة، ما يعزز قدراتنا في مواجهة جينات البكتيريا المقاومة.”

التحديات المقبلة وفرص التطوير

رغم هذه الإنجازات، تحتاج الأدوية الجديدة إلى نحو سنتين من التطوير قبل البدء في التجارب السريرية على البشر. كما يمثل تصنيع المركبات المصممة تحديًا، إذ تم تصنيع اثنين فقط من بين أفضل 80 علاجًا للسيلان المصممة نظريًا.

وتواجه هذه الابتكارات تحديات اقتصادية، حيث يُنصح باستخدام المضادات الحيوية الجديدة بأقل قدر ممكن للحفاظ على فعاليتها.

وأشار البروفيسور كريس داوسون من جامعة ورك: “هذه خطوة كبيرة للأمام في استخدام الذكاء الاصطناعي لاكتشاف مضادات حيوية جديدة، لكنها تتطلب تجاوز التحديات الاقتصادية والتقنية.”