الذكاء الاصطناعي يكتشف مضاد حيوية جديدا قاتلا للبكتيريا الخارقة المهددة للحياة
اكتشف علماء باستخدام الذكاء الاصطناعي مضادَّ حيوية جديدا يمكنه قتل بكتيريا خارقة قاتلة.
ووفقا لدراسة جديدة نُشرت يوم الخميس في مجلة Nature Chemical Biology العلمية، تمكن فريق من العلماء من جامعة ماكماستر ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا من اكتشاف مضاد حيوية جديد يمكن استخدامه لقتل بكتيريا خارقة قاتلة في المستشفى.
والبكتيريا الخارقة المعنية هي "الراكدة البومانية" (Acinetobacter baumannii) التي صنفتها منظمة الصحة العالمية على أنها تهديد "خطير" بين "مسببات الأمراض ذات الأولوية"، وهي مجموعة من عائلات البكتيريا التي تشكل "أكبر تهديد" لصحة الإنسان.
وبحسب منظمة الصحة العالمية، تتمتع البكتيريا بقدرات داخلية لإيجاد طرق جديدة لمقاومة العلاج ويمكن أن تمر عبر المواد الجينية التي تسمح للبكتيريا الأخرى بأن تصبح مقاومة للأدوية أيضا.
وتشكل "الراكدة البومانية" تهديدا للمستشفيات ودور رعاية المسنين والمرضى الذين يحتاجون إلى أجهزة التنفس الصناعي وقسطرة الدم، وكذلك أولئك الذين لديهم جروح مفتوحة من العمليات الجراحية.
ويمكن أن تعيش البكتيريا لفترات طويلة من الوقت على الخدمات البيئية والمعدات المشتركة، ويمكن أن تنتشر غالبا من خلال الأيدي الملوثة. بالإضافة إلى التهابات الدم، يمكن أن تسبب "الراكدة البومانية" التهابات في المسالك البولية والرئتين.
ووفقا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها، يمكن للبكتيريا أيضا أن "تستعمر" أو تعيش في مريض دون التسبب في التهابات أو أعراض.
وكشفت الدراسة الحديثة أن العلماء استخدموا خوارزمية الذكاء الاصطناعي لفحص آلاف الجزيئات المضادة للبكتيريا في محاولة للتنبؤ بفئات هيكلية جديدة.
ونتيجة لفحص الذكاء الاصطناعي، تمكن الفريق من تحديد مركّب مضاد للبكتيريا جديد أطلقوا عليه اسم abaucin.
وقال غاري ليو، طالب الدراسات العليا من جامعة ماك ماستر الذي عمل في البحث: "كان لدينا مجموعة كاملة من البيانات التي كانت تخبرنا فقط عن المواد الكيميائية التي كانت قادرة على قتل مجموعة من البكتيريا وأي منها لم يكن كذلك. وكانت وظيفتي تدريب هذا النموذج، وكل ما كان سيفعله هذا النموذج هو إخبارنا بشكل أساسي ما إذا كانت الجزيئات الجديدة ستتمتع بخصائص مضادة للبكتيريا أم لا. ثم من خلال ذلك، يمكننا فقط زيادة كفاءة خط أنابيب اكتشاف الأدوية وشحذ جميع الجزيئات التي نريد حقا الاهتمام بها".
وبعد أن قام العلماء بتدريب نموذج الذكاء الاصطناعي، استخدموه لتحليل 6680 مركّبا لم يصادفه من قبل. واستغرق التحليل ساعة ونصف الساعة، وانتهى به الأمر إلى إنتاج عدة مئات من المركبات، تم اختبار 240 منها في المختبر.
وكشفت الاختبارات المعملية في النهاية عن تسعة مضادات حيوية محتملة، بما في ذلك abaucin.
ثم اختبر العلماء الجزيء الجديد ضد "الراكدة البومانية" في نموذج عدوى جرح في الفئران ووجدوا أن الجزيء يثبط العدوى.
وأوضح جوناثان ستوكس، الأستاذ المساعد في قسم الطب الحيوي والكيمياء الحيوية بجامعة ماكماستر والذي ساعد في قيادة الدراسة: "يؤكد هذا العمل فوائد التعلم الآلي في البحث عن مضادات حيوية جديدة".
وأضاف: "باستخدام الذكاء الاصطناعي، يمكننا استكشاف مناطق شاسعة من الفضاء الكيميائي بسرعة، ما يزيد بشكل كبير من فرص اكتشاف جزيئات جديدة مضادة للبكتيريا بشكل أساسي. إننا نعلم أن مضادات الحيوية الواسعة النطاق هي دون المستوى الأمثل وأن مسببات الأمراض لديها القدرة على التطور والتكيف مع كل خدعة نرميها ... تتيح لنا أساليب الذكاء الاصطناعي الفرصة لزيادة معدل اكتشافنا لمضادات الحيوية الجديدة بشكل كبير، ويمكننا القيام بذلك بتكلفة منخفضة. وهذه وسيلة مهمة لاستكشاف عقاقير جديدة لمضادات الحيوية".
المصدر: ذي غارديان
