الذكاء الاصطناعي يعزز دقة التنبؤ بهياكل الأجسام المضادة

طوّر باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) نموذجًا حسابيًا جديدًا قادرًا على التنبؤ بهياكل الأجسام المضادة بدقة غير مسبوقة، مما قد يُحدث تحولًا كبيرًا في تصميم أدوية فعالة ضد أمراض معدية مثل كوفيد-19 وHIV.
الذكاء الاصطناعي يتجاوز التحديات السابقة
رغم التقدم الكبير الذي حققته نماذج الذكاء الاصطناعي المعتمدة على "نماذج اللغة الكبيرة" (LLMs) في التنبؤ بهياكل البروتينات، إلا أنها واجهت صعوبات عند التعامل مع الأجسام المضادة، خاصة بسبب المناطق شديدة التغير فيها والمعروفة بـ"المناطق مفرطة التغير". للتغلب على هذه العقبة، ابتكر فريق (MIT) تقنية جديدة تحسّن أداء هذه النماذج وتمنحها القدرة على فهم تعقيدات هذه البروتينات المناعية.
تقول بوني بيرغر، أستاذة الرياضيات في (MIT) ورئيسة مجموعة الحوسبة والبيولوجيا في مختبر علوم الحاسوب والذكاء الاصطناعي (CSAIL): «طريقتنا تسمح بالوصول إلى نطاق واسع من الاحتمالات، مما يتيح لنا إيجاد إبر حقيقية في كومة قش. وهذا قد يوفر على شركات الأدوية ملايين الدولارات بتجنب التجارب السريرية غير المجدية».
نموذج AbMap: أداة ذكية للتنقيب في بحر الأجسام المضادة
النموذج الجديد، الذي يحمل اسم (AbMap)، يعتمد على وحدتين مدربتين بشكل دقيق: الأولى تتعلم من بنى ثلاثية الأبعاد لحوالي 3000 جسم مضاد موجودة في قاعدة بيانات البروتينات (PDB)، والثانية تعتمد على بيانات تقيس مدى ارتباط أكثر من 3700 جسم مضاد بثلاثة أنواع مختلفة من المستضدات.
باستخدام (AbMap)، يمكن التنبؤ بهيكل الجسم المضاد وقوة ارتباطه بالمستضد، فقط من خلال تسلسل الأحماض الأمينية. وفي تجربة واقعية، استخدم الباحثون النموذج لتوليد ملايين التعديلات على أجسام مضادة تستهدف بروتين «سبايك» لفيروس SARS-CoV-2، وتمكّن النموذج من تحديد أكثرها فعالية.
وقد أظهرت التجارب بالتعاون مع شركة Sanofi أن 82 % من الأجسام المضادة المختارة باستخدام النموذج أظهرت أداءً أفضل من النسخ الأصلية.
اختصار الطريق نحو العلاجات الفعالة
يُعد هذا التقدم فرصة ذهبية لشركات الأدوية لتقليص الوقت والتكاليف اللازمة في مراحل البحث والتطوير. ووفقًا للبروفيسور روهيت سينغ، المؤلف المشارك للدراسة: «الشركات لا تريد المخاطرة بكل شيء في جسم مضاد واحد قد يفشل لاحقًا. النموذج يمنحها مجموعة من الخيارات القوية للمضي قدمًا بثقة».
تحليل الاستجابات المناعية على مستوى الأفراد
بعيدًا عن التطبيقات الدوائية، يُمكن للنموذج أن يُحدث نقلة في فهم التباين في الاستجابات المناعية بين الأفراد. فعلى سبيل المثال، لماذا يُصاب البعض بكوفيد-19 بشكل حاد، بينما ينجو آخرون دون أعراض؟ أو لماذا يبقى بعض الأشخاص غير مصابين بـHIV رغم تعرضهم للفيروس؟
الدراسة أظهرت أنه عند مقارنة البنية الثلاثية للأجسام المضادة بين الأفراد، فإن نسبة التشابه قد تكون أعلى بكثير من النسبة التي تُظهرها المقارنة الجينية التقليدية (10%). وهذا قد يفتح الباب لفهم أعمق لكيفية عمل جهاز المناعة وتفاعله مع مسببات الأمراض المختلفة.
يقول سينغ: «هنا يتجلى دور نماذج اللغة الكبيرة بوضوح، فهي تجمع بين نطاق التحليل الواسع القائم على التسلسل الجيني ودقة التحليل البنيوي».
دعم وتمويل دولي
حظي البحث بدعم من شركة Sanofi وعيادة عبد اللطيف جميل لتعلم الآلة في مجال الصحة، مما يعكس تزايد اهتمام المؤسسات العالمية بالذكاء الاصطناعي كأداة استراتيجية في الطب الحيوي.
بهذا الإنجاز، يُبرهن الذكاء الاصطناعي مجددًا على قدرته في إحداث ثورة صامتة في المختبرات الطبية، حيث لا تقتصر فوائده على التسريع والتحليل، بل تمتد لتوجيه القرارات الحاسمة التي قد تُنقذ أرواح الملايين.
أسامة عثمان (أبوظبي)

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

الاتحاد

منذ 14 ساعات

• الاتحاد

لا وجود لأزمة تعليم في أميركا

لا وجود لأزمة تعليم في أميركا لطالما ادعى العديد من السياسيين «الجمهوريين» أن المدارس الحكومية في أميركا تخذل طلابها والبلاد. وبعد التراجع في نتائج الاختبارات، إثر جائحة كورونا، بدأ بعض «الديمقراطيين» والمراقبين المحايدين أيضاً يعبّرون عن قلقهم تجاه حالة التعليم في أميركا. كتب «رام إيمانويل»، كبير موظفي البيت الأبيض في عهد الرئيس باراك أوباما، في صحيفة «واشنطن بوست»، أن البلاد لا تركز بما فيه الكفاية على «الأزمة الحقيقية، وهي فشل أطفالنا في تحقيق المعايير الأساسية في القراءة والكتابة والحساب». لكن هذه النظرة التشاؤمية مبالغ فيها، فالمدارس الحكومية الأميركية تعلم الأطفال بمستويات تضاهي الدول المتقدمة الأخرى. من المؤكد أنك سمعتَ عن التراجع الكبير في نتائج اختبارات التقييم الوطني للتقدم التعليمي (NAEP) بعد جائحة «كوفيد-19». لكن هناك مقاييس أخرى يجب أخذها بعين الاعتبار. يخضع الطلاب في سن 15 عاماً، في مختلف دول العالم، لامتحانات القراءة والرياضيات والعلوم، ضمن برنامج التقييم الدولي للطلاب (PISA). وفي أحدث اختبار للبرنامج عام 2022، سجَّل الطلاب الأميركيون نتائج مماثلة لطلاب أستراليا وفرنسا وألمانيا وبريطانيا. وأظهرت نتائج عام 2018 أن أداء الطلاب الأميركيين مماثل لأداء نظرائهم في تلك الدول. وتُظهر نتائج PISA أن الغالبية العظمى من الطلاب الأميركيين يحققون مستوى «الكفاءة الأساسية» في الرياضيات والقراءة والعلوم. وهذا بفضل أنظمة المدارس الحكومية التي يتلقى فيها 87% من الطلاب تعليمَهم. وتُظهر نتائج PISA أن الدول حول العالم شهدت تراجعاً في التعليم خلال الجائحة، وأن هناك فجوة كبيرة في الأداء بين الطلاب الأغنياء والفقراء في معظم الدول. لذا، وفي حين أن فجوة التحصيل الدراسي وفقدان التعلم الناجم عن جائحة كوفيد-19 يُمثلان مشكلتين كبيرتين، فإنهما ليسا عيباً في نظام التعليم الأميركي. تشير ثلاثة مؤشرات إضافية إلى أن التعليم الأميركي لا يفشل. أولاً، يُعرب معظم الآباء (حوالي 70%) عن رضاهم عن مدارس أبنائهم. ثانياً، عادةً ما يُعارض الناخبون البرامج التي تُحوّل الأموال من المدارس الحكومية إلى الخاصة، حتى في الولايات الجمهورية. ثالثاً، نجاح وازدهار الاقتصاد الأميركي الذي يعج بأشخاص يحققون إنتاجية عالية. من الصعب تخيل حدوث ذلك كله إذا كان معظم الأميركيين لا يتعلمون شيئاً في المدارس الحكومية. وغالباً ما تتجاهل النقاشات حول التعليم في أميركا الفوائدَ غير الأكاديمية الكبرى للمدارس الحكومية. فهي أماكن آمنة خلال النهار، وغالباً ما تقدم وجبات مجانية. كما تتيح تفاعلاً بين الطلاب من خلفيات اقتصادية واجتماعية مختلفة، وهو أمر قيم وتعليمي حتى لو لم ينعكس على درجات الاختبارات. *كاتب أميركي بيري بيكون جونيور* ينشر بترتيب خاص مع خدمة «واشنطن بوست لايسنج آند سينديكيشن»

العين الإخبارية

منذ 19 ساعات

• العين الإخبارية

كارثة قلبية صامتة.. ارتفاع غير مسبوق في وفيات المنازل بعد «كوفيد- 19»

حذرت دراسة أمريكية من ارتفاع مقلق في عدد الوفيات الناتجة عن النوبات القلبية التي تحدث في المنازل، بعد سنوات من جائحة كوفيد-19. وأشارت الدراسة الصادرة عن مستشفى ماساتشوستس العام التابع لجامعة هارفارد إلى زيادة بنسبة تصل إلى 17% في الوفيات القلبية منذ عام 2020، مع تراجع في حالات الوفاة داخل المستشفيات، مما يوحي بأن العديد من المرضى يُفقدون دون أن يتلقوا الرعاية اللازمة. وقال الدكتور جيسون هاسفي، المؤلف الرئيسي للدراسة: "منذ 2020، أظهرت التقارير انخفاضا في عدد حالات النوبات القلبية في المستشفيات، لكن بياناتنا توضح أن الوفيات القلبية ارتفعت في المنازل، وبقيت مرتفعة لسنوات، وهو ما يثير القلق حول تأخر أو غياب الرعاية للمرضى المصابين بأمراض القلب منذ الجائحة". شملت الدراسة، التي نُشرت في مجلة "جاما نيتورك أوبن"، تحليلا لـ127,746 شهادة وفاة في ولاية ماساتشوستس بين عامي 2014 و2024، واعتمد الباحثون على بيانات التعداد السكاني الأمريكي لتحديد معدلات الوفاة المتوقعة، فوجدوا أن وفيات القلب كانت أعلى من المتوقع بنسبة 16% في عام 2020، و17% في عامي 2021 و2022، و6% في عام 2023. ورغم أن فيروس كوفيد-19 معروف بتأثيره على القلب والأوعية الدموية، أشار الباحثون إلى أن هناك عوامل إضافية قد تكون وراء هذه الزيادة، من بينها تغيرات في نمط الحياة والتغذية، والتردد في طلب الرعاية الطبية أثناء الجائحة. \ وتشير بيانات سابقة من مركز السيطرة على الأمراض، إلى أن 40% من الأمريكيين تجنبوا زيارة الأطباء في بداية الجائحة، و12% امتنعوا عن زيارة أقسام الطوارئ. من ناحية أخرى، سلطت الأبحاث الضوء على ارتباط كوفيد بالتهابات قلبية مثل التهاب عضلة القلب والتهاب غشاء القلب، والتي يمكن أن تؤدي إلى فشل في القلب أو نوبات قلبية أو سكتات دماغية. كما أظهرت أبحاث حديثة أن تعاطي الماريجوانا بانتظام، سواء بالتدخين أو عبر المأكولات، يمكن أن يُضعف وظيفة الأوعية الدموية ويزيد من خطر النوبات القلبية. وقال الدكتور جون هسو، المؤلف المشارك في الدراسة ومدير برنامج التحليل الاقتصادي والسياسي السريري بالمستشفى: "تُظهر نتائجنا أن خيارات المرضى في طلب الرعاية ونتائج الأزمات القلبية قد تغيرت بعد الجائحة. ولو لم نلجأ إلى شهادات الوفاة، لربما لم تُلاحظ هذه الزيادة في الوفيات القلبية على مستوى السكان". وتُعد هذه النتائج بمثابة جرس إنذار للنظام الصحي الأمريكي، خاصة مع استمرار غموض بعض العوامل التي تقف خلف هذه الزيادة، والقلق المتزايد بشأن تأثير الجائحة على الصحة العامة بعيدة المدى. aXA6IDgyLjI3LjIzNC42NSA= جزيرة ام اند امز CH

صحيفة الخليج

منذ يوم واحد

• صحيفة الخليج

لقاح «موديرنا» الجيل الجديد يحصل على الضوء الأخضر لصد كورونا من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية

متابعات - «الخليج» وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على لقاح كوفيد-19 من الجيل الجديد لشركة موديرنا، بحسب ما أعلنت الشركة أمس السبت، وهو أول اعتماد من الإدارة منذ تشديدها لمتطلبات الموافقة. وقالت موديرنا في بيان: إن اللقاح تمت الموافقة عليه أيضاً لمن يعانون من عامل أو أكثر من عوامل الخطر الأساسية التي تحددها مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC). أضافت الشركة: إنها تتوقع توفير اللقاح الجديد، الذي يحمل اسم mNEXSPIKE، لموسم شتاء 2025-2026. لقاح mNEXSPIKE يُخزن في الثلاجات العادية ويعزز التوزيع العالمي يمتاز لقاح mNEXSPIKE، الجيل الجديد من لقاحات موديرنا المضادة لكوفيد-19، بإمكانية تخزينه في الثلاجات العادية بدلاً من المجمدات (الفريزرات)، مما يمنحه صلاحية أطول ويُسهّل عملية توزيعه، خاصة في الدول النامية التي تواجه تحديات في سلاسل التوريد والتبريد. وتُعد هذه الخاصية نقلة نوعية مقارنة بالجيل الأول من اللقاحات القائمة على تكنولوجيا mRNA والتي تطلّبت درجات حرارة منخفضة جداً للحفاظ على فاعليتها، مما حدّ من انتشارها في بعض المناطق. وتُعوّل موديرنا على هذه الميزة لتعزيز الوصول العادل إلى اللقاحات عالمياً خلال موسم الفيروسات التنفسية 2025-2026. ستيفان بانسل: mNEXSPIKE أداة جديدة لحماية الفئات الأكثر عرضة قال ستيفان بانسل، الرئيس التنفيذي لشركة موديرنا: إن اعتماد إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) للقاح mNEXSPIKE يمثل إضافة مهمة إلى أدوات الحماية المتاحة للفئات الأكثر عرضة لخطر الإصابة الحادة بكوفيد-19. وأضاف بانسل في بيان رسمي: «يبقى كوفيد-19 تهديداً صحياً عاماً خطيراً، حيث توفي أكثر من 47 ألف شخص في الولايات المتحدة العام الماضي وحده». وتابع: «نحن نُقدّر سرعة مراجعة هيئة الغذاء والدواء، ونشكر فريق موديرنا على التزامه المستمر بالصحة العامة». ويُعد هذا الإعلان بمثابة تخفيف للقلق إلى حد ما، حسب محللين، حيث يحافظ على الإطار الحالي لتلقيح كبار السن والفئات الأكثر عرضة للخطر، الذين يشكلون الفئة الرئيسية التي تسعى للحصول على اللقاحات. وفي الوقت نفسه، تراهن شركة موديرنا على لقاحاتها الجديدة، في ظل تراجع الطلب على لقاحها الأصلي «سبايكفاكس» وتراجع الإقبال المتوقع على لقاح فيروس الجهاز التنفسي (RSV). وجاءت الموافقة على لقاح mNEXSPIKE بناءً على بيانات تجارب المرحلة النهائية، التي أظهرت أن فعالية اللقاح لم تكن أقل من لقاح «سبايكفاكس» لدى الأشخاص الذين تبلغ أعمارهم 12 سنة فما فوق. كما أظهر اللقاح تفوقاً في الفعالية مقارنة بـ«سبايكفاكس» لدى البالغين الذين تبلغ أعمارهم 18 عاماً فما فوق. الموافقة تشمل من تجاوزوا 65 عاماً ومن يعانون عوامل خطر بين 12 و64 عاماً. كما أعلنت شركة موديرنا أن إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) منحت موافقتها على استخدام لقاح mNEXSPIKE للأشخاص الذين تبلغ أعمارهم 65 عاماً فما فوق. وذلك إلى جانب، الأفراد الذين تتراوح أعمارهم بين 12 و64 عاماً ممن يعانون عاملاً أو أكثر من عوامل الخطر الصحية، وفقاً للتعريفات الصادرة عن مراكز مكافحة الأمراض والوقاية منها (CDC). وقالت الشركة في بيان: إن اللقاح حصل أيضاً على الموافقة لاستخدامه لدى الفئة العمرية من 12 إلى 64 عاماً، ممن يعانون من عامل خطر واحد على الأقل من العوامل الصحية التي تحددها مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC). إدارة الغذاء الأمريكية تطبق قواعد صارمة على الموافقات المستقبلية للقاحات تشهد الرقابة التنظيمية على اللقاحات تشديداً متزايداً من قبل وزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية، التي يقودها حالياً روبرت ف. كينيدي الابن، المعروف بمواقفه المتشككة تجاه اللقاحات منذ سنوات، بحسب ما نشره موقع USA Today. وفي 20 مايو، أعلنت إدارة الغذاء والدواء أنها تخطط لفرض إجراء تجارب سريرية على الجرعات المعززة من لقاحات كوفيد-19 باستخدام دواء وهمي (بلاسيبو) لدى البالغين الأصحاء تحت سن 65 عاماً كشرط للموافقة. وسيجعل ذلك الأمر استخدام هذه الجرعات قاصراً على كبار السن والأشخاص المعرضين لخطر الإصابة بأعراض شديدة. من جانبها، قالت مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها، التي تخضع أيضاً لإشراف كينيدي، يوم الخميس: إن لقاحات كوفيد-19 لا تزال خياراً متاحاً للأطفال الأصحاء، بشرط اتفاق الأهل والأطباء على الحاجة إليها. وتراجعت بذلك عن إعلان سابق لكينيدي يفيد بأن الوكالة تعتزم إزالة لقاحات كوفيد من جدول التطعيمات الرسمي.