أول مضادات حيوية بتقنية الذكاء الاصطناعي

أى اكتشاف لمضادات حيوية جديدة تستطيع قتل البكتيريا المقاومة للأدوية سيُحدث تغييرًا كبيرًا فى مجال الطب، ولاسيما أنّ هذه البكتيريا تقضى على حياة الآلاف سنويًّا. أعلن عدد من العلماء فى بحث حديث (21 عالِمًا)، وتم نشره فى دورية Nature العلمية ومجلة طبيعة الكيمياء الحيوية (Nature Chemical Biology)، عن اكتشاف مضادات حيوية عن طريق الذكاء الاصطناعى.

فئة جديدة من المضادات الحيوية لبكتيريا المكورات العنقودية الذهبية Staphylococcus aureus bacteria (MRSA) المقاومة للميثيسللين. وكذلك مضاد حيوى آخر يسمى أباوسين (Abaucin) يستطيع قتل نوع من البكتيريا الخارقة تسمى الراكدة البومانية (Acinetobacter baumannii)، وهى نوع خطير من البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية يمكن أن تصيب الجروح، وقد تؤدى إلى التهاب رئوى، وعادة ما تعيش فى المستشفيات. استطاع هؤلاء العلماء، بمعونة الذكاء الاصطناعى، أن يكتشفوا أول مضادات حيوية جديدة منذ 60 عامًا.

ركز هؤلاء العلماء فى مشروعهم اهتمامهم على بكتيريا MRSA، التى تصيب البشر، والمُسبِّبة لبعض الأعراض متفاوتة الشدة، وقد تؤدى أحيانًا إلى مضاعفات خطيرة تهدد حياة المرضى. وكان لزامًا على العلماء أن يُنشِئوا أولًا بيانات التدريب، لذلك راجعوا نحو 39 ألف مركب لتقييم تأثير المضاد الحيوى بمواجهة بكتيريا MRSA. وبعد ذلك زوّدوا نموذج التعلم العميق Deep learning model بالبيانات الناتجة، وتفاصيل التركيب الكيميائى للمركبات المختلفة.

جمع العلماء بين تنبؤات السمية Toxicity وبين النشاط المضاد للميكروبات المحدد مسبقًا على خلية الإنسان، وبذلك توصلوا إلى مركبات قادرة على مكافحة الميكروبات بفعالية كبيرة، وبأقل أضرار على صحة الإنسان. ووظفوا مجموعة النماذج المتاحة لديهم لفحص 12 مليون مركب متاح فى الأسواق.

ونجحت النماذج فى تعيين مركبات عائدة لخمس فئات مختلفة أبانت عن نشاط متوقع لمكافحة بكتيريا MRSA، وحصل الباحثون على 280 مركبًا أجروا عليها اختبارات لمكافحة بكتيريا MRSA ضمن بيئة مخبرية. وأفضى هذا النهج فى نهاية المطاف إلى تحديد اثنين من المضادات الحيوية الواعدة، اللذين ينتميان إلى الفئة نفسها. وبيّنت النتائج التى أُجريت على الفئران أنّ المركبين نجحا فى خفض تعداد بكتيريا MRSA.

محمد ابراهيم بسيوني – عميد طب المنيا السابق
المصري اليوم