الذكاء الاصطناعي يصمم مضادات حيوية جديدة لمحاربة البكتيريا المقاومة للأدوية

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

صدى البلد

منذ 2 أيام

• صدى البلد

الذكاء الاصطناعي يصمم مضادات حيوية جديدة لمحاربة البكتيريا المقاومة للأدوية

كشف باحثون عن قدرة الذكاء الاصطناعي على ابتكار مضادين حيويين محتملين قادرين على قتل البكتيريا المقاومة للأدوية مثل السيلان وMRSA (Staphylococcus aureus المقاوم للميثيسيلين). تم تصميم هذه الأدوية ذرة بذرة بواسطة الذكاء الاصطناعي، وأظهرت فعاليتها في المختبر وعلى الحيوانات. لا تزال هذه المركبات بحاجة إلى سنوات من التطوير والتجارب السريرية قبل أن يمكن وصفها للمرضى، إلا أن فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) يرى أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يشعل "عصرًا ذهبيًا ثانيًا" في اكتشاف المضادات الحيوية. أهمية المضادات الحيوية ومشكلة المقاومة تقضي المضادات الحيوية على البكتيريا، لكن مقاومة العدوى للعلاج تسبب أكثر من مليون وفاة سنويًا. ساعد الإفراط في استخدام المضادات الحيوية البكتيريا على التطور لتجنب تأثير الأدوية، وقد كانت هناك نقص مستمر في المضادات الحيوية الجديدة لعقود. استخدام الذكاء الاصطناعي في تصميم الأدوية سبق للباحثين استخدام الذكاء الاصطناعي لاستعراض آلاف المركبات الكيميائية بهدف تحديد تلك التي يمكن أن تتحول إلى مضادات حيوية جديدة. الآن، تقدم فريق MIT خطوة أبعد باستخدام الذكاء الاصطناعي التوليدي لتصميم المضادات الحيوية نفسها لأول مرة لعلاج السيلان وMRSA. نشرت الدراسة في مجلة Cell، حيث فحص الباحثون 36 مليون مركب كيميائي، بما في ذلك مركبات غير موجودة بعد أو لم تُكتشف بعد. تم تدريب الذكاء الاصطناعي على الهياكل الكيميائية للمركبات المعروفة وبيانات حول تأثيرها على نمو أنواع مختلفة من البكتيريا، ما مكنه من تعلم كيفية تأثير البنية الجزيئية على البكتيريا. طرق التصميم ومراحل الاختبار تم استخدام منهجين لتصميم المضادات الحيوية. الأول استند إلى البحث ضمن مكتبة ضخمة من الشظايا الكيميائية، وبُني من هناك. الثاني منح الذكاء الاصطناعي حرية الإبداع منذ البداية. تم استبعاد أي مركبات مشابهة للأدوية الحالية أو سامة للبشر، وضمان ابتكار أدوية حقيقية وليست مجرد مواد تنظيف. تم تصنيع أفضل التصاميم واختبارها على البكتيريا في المختبر وعلى الفئران المصابة، ما أسفر عن ظهور مضادين حيويين محتملين. قال البروفيسور جيمس كولينز من MIT إن "الذكاء الاصطناعي يمكن أن يساعدنا على ابتكار جزيئات جديدة بسرعة وبتكلفة منخفضة، ما يعزز قدراتنا في مواجهة جينات البكتيريا المقاومة." التحديات المقبلة وفرص التطوير الأدوية الجديدة غير جاهزة للتجارب السريرية بعد، وستحتاج إلى سنتين تقريبًا من التطوير قبل بدء اختبارات السلامة والفعالية على البشر. وأكد الباحثون أن هناك حاجة إلى نماذج أفضل للذكاء الاصطناعي لتقييم أداء الأدوية ليس فقط في المختبر بل أيضًا داخل الجسم. كما يواجه العلماء تحديًا في تصنيع المركبات المصممة، حيث من بين أفضل 80 علاجًا للسيلان التي صممت نظريًا، تم تصنيع اثنين فقط. ويشير الخبراء إلى وجود مشكلة اقتصادية تتمثل في صعوبة تحقيق الربح من المضادات الحيوية الجديدة، حيث يُنصح باستخدامها بأقل قدر ممكن للحفاظ على فعاليتها. قال البروفيسور كريس داوسون من جامعة ورك إن الدراسة "خطوة كبيرة للأمام في استخدام الذكاء الاصطناعي لاكتشاف مضادات حيوية جديدة لمواجهة مقاومة البكتيريا"، لكنه أشار إلى التحديات الاقتصادية التي تواجه تطوير مثل هذه الأدوية.

النهار

منذ 3 أيام

• النهار

بمساعدة الذكاء الاصطناعي... باحثون يبتكرون مضادات جديدة لنوعين من العدوى البكتيرية

ونقل موقع أخبار معهد ماساتشوستس، عن أستاذ الهندسة الطبية والعلوم في المعهد جيمس كولينز قوله: "نحن متحمسون للإمكانات الجديدة التي يفتحها هذا المشروع أمام تطوير المضادات الحيوية. عملنا يثبت قوة الذكاء الاصطناعي في تصميم الأدوية، ويمكّننا من استكشاف مساحات كيميائية واسعة لم يكن الوصول إليها ممكنا من قبل". وعلى مدار 45 عاما مضت، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأميركية على عشرات فقط من المضادات الحيوية الجديدة، ومعظمها كان مجرد نسخ معدلة من مضادات قائمة، بينما استمرت مقاومة البكتيريا لهذه الأدوية في الازدياد. وعالميا، يُقدر أن العدوى البكتيرية المقاومة للأدوية تتسبب في نحو 5 ملايين وفاة سنويا. وفي محاولة لاكتشاف مضادات جديدة، استخدم فريق البحث في معهد ماساتشوستس قوة الذكاء الاصطناعي لفحص مكتبات ضخمة من المركبات الكيميائية الموجودة، وتوسعوا إلى جزيئات غير موجودة في أي مكتبة كيميائية، عبر توليد جزيئات افتراضية بواسطة الذكاء الاصطناعي قد تكون ممكنة كيميائيا رغم عدم اكتشافها سابقا. وأظهرت التجارب أن مركبNG1 يستهدف بروتينا جديدا يدعى LptA، مسؤول عن تكوين الغشاء الخارجي لبكتيريا "النيسرية البنيّة" المسببة لمرض السيلان، ويعمل على تعطيل هذه العملية مما يؤدي لموت الخلية. وتمكن DN1، من القضاء على عدوى من نوع "المكورات العنقودية الذهبية" في فأر، حيث يبدو أن هذا المركب استهدف أيضا أغشية الخلايا البكتيرية، لكن بآليات أوسع لا تعتمد على بروتين واحد. وستعمل منظمة Phare Bio الشريكة في المشروع على إجراء المزيد من التعديلات على NG1 وDN1، لجعلهما مناسبين لمزيد من الاختبارات السريرية، مع إمكانية تطبيق الأمر على أنواع بكتيريا أخرى.

الديار

٠٤-٠٨-٢٠٢٥

• الديار

الضوء يصغي للصوت!

اشترك مجانا بقناة الديار على يوتيوب ابتكر باحثون صينيون ميكروفونا بصريا يلتقط الصوت باستخدام الضوء بدلا من الهواء، ما يمهد الطريق لتقنيات استشعار ثورية تتجاوز حدود الميكروفونات التقليدية. وفي إنجاز علمي يجمع بين البصريات والصوتيات، طوّر فريق من معهد بكين للتكنولوجيا نظاما جديدا يستطيع "الاستماع" إلى الأصوات من خلال تتبّع الاهتزازات الدقيقة التي تحدثها على أسطح مختلفة، مثل الورق أو أوراق الشجر أو الأكواب البلاستيكية، دون أن يعتمد على أي ميكروفون تقليدي. ويعمل النظام عبر تسليط الضوء على الجسم المطلوب، ثم قياس التغيرات الطفيفة في شدة الانعكاس الناتجة عن الاهتزازات الصوتية. وباستخدام خوارزميات ذكية، تُحوّل هذه التغيرات إلى إشارات صوتية يمكن سماعها بوضوح. وعلى عكس الميكروفونات البصرية التقليدية التي تطلبت كاميرات فائقة السرعة أو ليزرات باهظة، يعتمد هذا النموذج الجديد على تقنية تعرف بالتصوير أحادي البكسل، وهي بسيطة وفعالة من حيث التكلفة، ويمكن دمجها بسهولة في أجهزة مثل الهواتف الذكية والطائرات دون طيار وأدوات المراقبة. وقال الباحث الرئيسي شو ري ياو: "تبسّط طريقتنا بشكل كبير عملية التقاط الصوت باستخدام الضوء، ما يفتح الباب لتطبيقات جديدة في بيئات لا تعمل فيها الميكروفونات التقليدية، مثل الحديث عبر الزجاج أو التقاط الأصوات من خلف الحواجز". وأضاف ياو أن النظام تمكّن من إعادة بناء الصوت من عدة أسطح، مثل ورقة شجر ترفرف في الهواء، أو بطاقة ورقية تهتز بفعل الموسيقى، حتى في ظروف الإضاءة العادية. ويمتاز النظام بمرونته الكبيرة وقدرته على العمل دون الحاجة إلى معدات باهظة أو معقدة، ما يفتح المجال لاستخدامه في مجالات متعددة، مثل البحث والإنقاذ أو مراقبة الأجهزة، أو حتى المجالات الطبية التي تتطلب مراقبة دقيقة لحركات الجسم دون لمس. لكن هذا التقدم يثير في الوقت نفسه تساؤلات أخلاقية، إذ يمكن من الناحية التقنية استخدام النظام لالتقاط المحادثات عن بُعد، دون الحاجة إلى أجهزة تنصت أو ميكروفونات ظاهرة. وقد سبق أن أظهر باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا MIT عام 2014 أن الاهتزازات الطفيفة على كيس رقائق بطاطا يمكن أن تكشف عن كلام واضح، وتبعت ذلك تقنيات اعتمدت على اهتزازات المصابيح أو الانعكاسات، لكنها تطلبت معدات ثقيلة. أما هذا النموذج الجديد، فيُبسط تلك المبادئ باستخدام أدوات بسيطة وقابلة للنشر على نطاق واسع. ويشدّد الفريق على أن هدفهم هو تحسين تقنيات الاستشعار في البيئات المعقدة، وليس استخدامها لأغراض تجسسية. ويخطط الباحثون حاليا لتحسين حساسية النظام وتجريبه في مواقف واقعية، بما في ذلك في المجالات الطبية لمراقبة التنفس أو نبضات القلب دون تلامس مباشر.