فوائد حمض D- الأسبارتيك للرجال

 اكتشاف الذكاء الاصطناعي لدواء يحارب العدوى المقاومة للأدوية

استخدم العلماء الذكاء الاصطناعي للبحث عن مركب يمكنه مكافحة acinetobacter baumannii، وهي بكتيريا شديدة الخطورة تزايدت في الآونة الأخيرة في المستشفيات وأصبحت مقاومة لمعظم الأدوية. ويعد هذا التطور الجديد بمثابة نقلة نوعية في عالم الطب والعلوم، حيث تم استخدام تقنيات التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي لبحث وإيجاد مركب يمكنه التغلب على هذه البكتيريا المقاومة للأدوية.

وتمثل هذه الاكتشافات فرصة كبيرة لمكافحة الأمراض بشكل أفضل وأن تصبح العلاجات أكثر فعالية. ويعكس هذا الكشف الحقيقي لمدى القوة والتأثير الذي يمكن أن يحققه الذكاء الاصطناعي في مجال الطب والعلوم الطبية.

وعندما يتم نشر النتائج النهائية من هذه الأبحاث، سيكون لهذا الاكتشاف تأثيرات إيجابية كبيرة على العلاجات الصحية وعلى حياة الأشخاص الذين يعانون من العدوى المقاومة للأدوية، كما سيساعد في التغلب على المصدر الرئيسي للعدوى في المستشفيات.

استخدام الذكاء الاصطناعي ، وجد العلماء دواءً يمكنه مكافحة العدوى المقاومة للأدوية

حددت خوارزمية التعلم الآلي مركبًا يقتل Acinetobacter baumannii ، وهي بكتيريا تكمن في العديد من أماكن المستشفيات.

اقرا بديل بكتيري للكلى

مجموعة من النقط الوردية ، تصور بكتيريا Acinetobacter baumannii ، على خلفية زرقاء مع خطوط ليزر ونقاط متوهجة. يسار الوسط قليلاً هو منظار التصوير الذي يُظهر رؤية واضحة للبكتيريا ، بينما تكون بقية الخلفية ضبابية.

التسمية التوضيحية: باستخدام خوارزمية الذكاء الاصطناعي ، حدد الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة ماكماستر مضادًا حيويًا جديدًا يمكنه قتل نوع من البكتيريا (Acinetobacter baumannii ، وردي) المسؤول عن العديد من حالات العدوى المقاومة للأدوية.

باستخدام خوارزمية ذكاء اصطناعي ، حدد الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة ماكماستر مضادًا حيويًا جديدًا يمكنه قتل نوع من البكتيريا المسؤولة عن العديد من أنواع العدوى المقاومة للأدوية.

إذا تم تطويره للاستخدام في المرضى ، يمكن أن يساعد الدواء في مكافحة Acinetobacter baumannii ، وهي نوع من البكتيريا التي توجد غالبًا في المستشفيات ويمكن أن تؤدي إلى الالتهاب الرئوي والتهاب السحايا والتهابات خطيرة أخرى. 

يمكن لبكتيريا Acinetobacter أن تعيش على مقابض أبواب ومعدات المستشفيات لفترات طويلة من الزمن ، ويمكنها أن تأخذ جينات مقاومة المضادات الحيوية من بيئتها. من الشائع حقًا الآن العثور على عزلات A. baumannii التي تقاوم تقريبًا كل مضاد حيوي ،

حدد الباحثون العقار الجديد من مكتبة تضم ما يقرب من 7000 مركب دوائي محتمل باستخدام نموذج التعلم الآلي الذي دربوه لتقييم ما إذا كان المركب الكيميائي سيثبط نمو A. baumannii.

يدعم هذا الاكتشاف أيضًا فرضية أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يسرع بشكل كبير ويوسع بحثنا عن مضادات حيوية جديدة".  أنه يمكننا استخدام الذكاء الاصطناعي للمساعدة في مكافحة مسببات الأمراض مثل A. baumannii."

الدراسة الجديدة ، تظهر اليوم في Nature Chemical Biology. المؤلفون الرئيسيون للورقة هم طلاب الدراسات العليا بجامعة ماكماستر 

إكتشاف عقار

على مدى العقود العديدة الماضية ، أصبحت العديد من البكتيريا المسببة للأمراض مقاومة بشكل متزايد للمضادات الحيوية الموجودة ، في حين تم تطوير عدد قليل جدًا من المضادات الحيوية الجديدة.

قبل عدة سنوات ، شرع العلماء في مكافحة هذه المشكلة المتنامية باستخدام التعلم الآلي ، وهو نوع من الذكاء الاصطناعي يمكنه تعلم التعرف على الأنماط على نطاق واسع. كميات البيانات. يأمل العلماء ، في إمكانية استخدام هذا النهج لتحديد المضادات الحيوية الجديدة التي تختلف بنيتها الكيميائية عن أي عقاقير موجودة.

في العرض الأولي ، قام الباحثون بتدريب خوارزمية التعلم الآلي لتحديد الهياكل الكيميائية التي يمكن أن تمنع نمو الإشريكية القولونية. في شاشة تضم أكثر من 100 مليون مركب ، أسفرت تلك الخوارزمية عن جزيء أطلق عليه الباحثون اسم halicin ، بعد نظام الذكاء الاصطناعي الخيالي من "2001: A Space Odyssey". وأظهروا أن هذا الجزيء لا يمكنه قتل الإشريكية القولونية فحسب ، بل العديد من الأنواع البكتيرية الأخرى المقاومة للعلاج.

"بعد هذه الورقة ، عندما أظهرنا أن أساليب التعلم الآلي هذه يمكن أن تعمل بشكل جيد لمهام اكتشاف المضادات الحيوية المعقدة ، وجهنا انتباهنا إلى ما أعتبره العدو الأول للعدوى البكتيرية المقاومة للأدوية المتعددة ، وهو Acinetobacter ،

للحصول على بيانات تدريب لنموذجهم الحسابي ، قام الباحثون أولاً بتعريض A. baumannii المزروعة في طبق المختبر إلى حوالي 7500 مركب كيميائي مختلف لمعرفة أي منها يمكن أن يمنع نمو الميكروب. ثم قاموا بإدخال بنية كل جزيء في النموذج. كما أخبروا النموذج ما إذا كان كل هيكل يمكن أن يمنع نمو البكتيريا أم لا. سمح ذلك للخوارزمية بتعلم السمات الكيميائية المرتبطة بتثبيط النمو.

بمجرد تدريب النموذج ، استخدمه الباحثون لتحليل مجموعة من 6680 مركبًا لم يسبق له مثيل ، والتي جاءت من مركز إعادة توجيه الأدوية في معهد برود. هذا التحليل ، الذي استغرق أقل من ساعتين ، أسفر عن بضع مئات من أفضل النتائج. من بين هؤلاء ، اختار الباحثون 240 لاختبار تجريبيًا في المختبر ، مع التركيز على المركبات ذات الهياكل التي تختلف عن تلك الموجودة في المضادات الحيوية أو الجزيئات الموجودة في بيانات التدريب.

أسفرت تلك الاختبارات عن تسعة مضادات حيوية ، بما في ذلك مضاد فعال للغاية. تبين أن هذا المركب ، الذي تم استكشافه في الأصل كعقار محتمل لمرض السكري ، فعال للغاية في قتل A. baumannii ولكن لم يكن له أي تأثير على الأنواع الأخرى من البكتيريا بما في ذلك Pseudomonas aeruginosa و Staphylococcus aureus و Enterobacteriaceae المقاوم للكاربابينيم.

إن قدرة القتل هذه "ذات الطيف الضيق" هي ميزة مرغوبة للمضادات الحيوية لأنها تقلل من خطر انتشار البكتيريا بسرعة للمقاومة ضد الدواء. ميزة أخرى هي أن الدواء من المحتمل أن يجنب البكتيريا المفيدة التي تعيش في الأمعاء البشرية ويساعد على قمع العدوى الانتهازية مثل المطثية العسيرة.

غالبًا ما يجب إعطاء المضادات الحيوية بشكل منتظم ، وآخر شيء تريد القيام به هو التسبب في دسباقتريوز كبير وفتح هؤلاء المرضى بالفعل للعدوى الثانوية".

آلية جديدة

في الدراسات التي أجريت على الفئران ، أظهر الباحثون أن العقار ، الذي أطلقوا عليه اسم abaucin ، يمكن أن يعالج التهابات الجروح التي تسببها A. baumannii. كما أظهروا ، في الاختبارات المعملية ، أنه يعمل ضد مجموعة متنوعة من سلالات A. baumannii المقاومة للأدوية المعزولة من المرضى البشر.

كشفت تجارب أخرى أن العقار يقتل الخلايا بالتدخل في عملية تعرف باسم تهريب البروتينات الدهنية ، والتي تستخدمها الخلايا لنقل البروتينات من داخل الخلية إلى غلاف الخلية. على وجه التحديد ، يبدو أن الدواء يثبط LolE ، وهو بروتين يشارك في هذه العملية.

تعبر جميع البكتيريا سالبة الجرام عن هذا الإنزيم ، لذلك فوجئ الباحثون عندما اكتشفوا أن الأباوسين انتقائي للغاية في استهداف A. baumannii. يفترضون أن الاختلافات الطفيفة في كيفية أداء A. baumannii لهذه المهمة قد تفسر انتقائية الدواء.

"لم ننتهي من الحصول على البيانات التجريبية حتى الآن ، لكننا نعتقد أن السبب في ذلك هو أن A. baumannii تتاجر بالبروتينات الدهنية بشكل مختلف قليلاً عن الأنواع الأخرى سالبة الجرام. نعتقد أن هذا هو سبب حصولنا على هذا النشاط الضيق الطيف ، 

يعمل مختبر Stokes الآن مع باحثين آخرين في McMaster لتحسين الخصائص الطبية للمركب ، على أمل تطويره للاستخدام النهائي في المرضى.

يخطط الباحثون أيضًا لاستخدام نهج النمذجة الخاص بهم لتحديد المضادات الحيوية المحتملة لأنواع أخرى من العدوى المقاومة للأدوية ، بما في ذلك تلك التي تسببها Staphylococcus aureus و Pseudomonas aeruginosa.

ph_abeer_abdalla