هوش مصنوعی و انقلاب در تولید پادزهر مار کبرا: آیا درمان قطعی نزدیک است؟

به گزارش رکنا، با اشاره به پیشرفت‌های شگفت‌انگیز علمی، خبری تازه منتشر شده که می‌تواند زندگی میلیون‌ها نفر را تحت تاثیر قرار دهد. دیوید بیکر، دانشمند برجسته و برنده جایزه نوبل شیمی سال ۲۰۲۴، در حال پیشبرد پروژه‌ای است که امید به درمان مؤثر مارگزیدگی را افزایش داده است. در این پروژه از هوش مصنوعی برای طراحی پروتئین‌هایی استفاده شده که توانایی بی‌اثر کردن سم‌های کشنده مار کبرا را دارند. این روش نوین، می‌تواند با هزینه کمتر و تاثیرگذاری بیشتر، به بهبود درمان این مشکل جهانی کمک کند.

اعضای این تیم پژوهشی موفق شدند با اتکا به توانایی‌های محاسباتی هوش مصنوعی، پروتئین‌هایی را بسازند که قادرند به سموم خطرناک موجود در زهر مار کبرا متصل شده و مانع عملکرد مضر آن‌ها شوند. این سموم به‌ویژه به دلیل اجتناب از پاسخ ایمنی بدن، دشواری‌هایی در درمان ایجاد کرده‌اند؛ اما این فناوری نوین، طلیعه‌ای برای یک راهکاری مؤثرتر است.

بحران جهانی مارگزیدگی

طبق آمارهای جهانی، مارگزیدگی هر ساله میان ۱.۸ تا ۲.۷ میلیون نفر قربانی می‌گیرد و نزدیک به صد هزار نفر جان خود را از دست می‌دهند. افزون بر این، حدود سیصد هزار نفر دچار ناتوانی‌های دائمی می‌شوند. بیشتر این موارد در مناطق کمتر توسعه‌یافته‌ای مانند آفریقا، آسیا و آمریکای لاتین رخ می‌دهد که در آن‌ها سیستم‌های مراقبت بهداشتی بسیار ضعیف است.

در حال حاضر از پادزهرهای سنتی مشتق شده از پلاسمای حیوانی استفاده می‌شود که علاوه بر هزینه بالا، عوارض جانبی جدی‌ای دارند. همچنین، تنوع زهر مارها، چالش‌های بزرگی در درمان ایجاد می‌کند؛ چرا که هرگونه زهر، پادزهر خاص خودش را طلب می‌کند. بااین‌حال، پیشرفت‌های علمی در طراحی داروهای مبتنی بر هوش مصنوعی، چاره‌ای نو برای این مشکل فراهم کرده است.

روش نوین برای مهار سموم مرگبار

تیمی به رهبری دیوید بیکر با همکاری دانشگاه فنی دانمارک (DTU) توانسته‌اند پروتئین‌هایی با استفاده از هوش مصنوعی طراحی کنند که به سم‌های کشنده سه انگشتی در زهر مار کبرا متصل شده و آنها را بی‌اثر کنند. این سموم به‌ویژه به دلیل فرار از سیستم ایمنی بدن خطرناک شناخته می‌شوند و یکی از دلایل اصلی سختی درمان‌ مارگزیدگی هستند.

در آزمایش‌های انجام شده، این پادزهرهای پیشرفته روی موش‌هایی که در معرض دوزهای مهلک سم قرار داشتند، نرخ بقای ۸۰ تا ۱۰۰ درصد را ثبت کردند؛ دستاوردی که نشان‌دهنده گامی بزرگ در جهت درمان مؤثر مارگزیدگی است، هرچند هنوز همه پیچیدگی‌های سم مار کاملاً برطرف نشده‌اند.

دیوید بیکر خاطرنشان کرده است که تولید چنین آنتی‌توکسین‌هایی با استفاده از روش‌های محاسباتی نه‌تنها آسان‌تر، بلکه مقرون‌به‌صرفه‌تر نیز هست. این پروتئین‌ها در بررسی‌های آزمایشگاهی عملکردی قوی از خود نشان داده‌اند که نویدبخش درمان‌های سریع‌تر و مؤثرتر است.

درمانی اقتصادی و سریع‌الاثر

پروتئین‌هایی که توسط هوش مصنوعی طراحی شده‌اند، روش تولید متفاوتی را ارائه می‌دهند که به منابع کم‌هزینه‌تر نیاز دارد. این پروتئین‌های کوچک می‌توانند با سرعت بیشتری به بافت‌های آسیب‌دیده نفوذ کرده و تاثیرگذاری سریع‌تری نسبت به داروهای موجود داشته باشند. علاوه بر این، زمان موردنیاز برای کشف دارو در این روش به‌طور چشمگیری کاهش یافته است.

تیموتی پاتریک جنکینز، یکی از اعضای پژوهشگر، اشاره کرده است که پروتئین‌های طراحی‌شده نه‌تنها قابلیت نفوذ بالایی دارند، بلکه نتایج آزمایش‌هایی نشان داده که سطح محافظتی قابل‌توجهی در برابر نوروتوکسین‌ها ایجاد می‌کنند. به گفته وی، این تحقیقات نویدبخش درمان‌هایی هستند که در آینده می‌توانند به‌صورت انفرادی و بدون نیاز به مکمل‌های دارویی سنتی انجام شوند.

پیش از این، پادزهرهای سنتی در موارد مارگزیدگی مفید اثبات شده‌اند، اما پروتئین‌های طراحی‌شده توسط هوش مصنوعی می‌توانند راه را برای درمان‌های موثرتر باز کنند. همچنین این دستاورد‌های بیولوژیکی امید ایجاد درمان‌های مقرون‌به‌صرفه برای بیماری‌های ویروسی یا نادر را افزایش داده و به کاهش منابع موردنیاز برای پژوهش‌های پزشکی منجر شوند.

منبع: interestingengineering