استخدم فريق بحث دولي نهجًا مبتكرًا لتطوير أجسام مضادة فعالة بشكل خاص ضد فيروس التهاب الدماغ الخيلي الفنزويلي (VEEV) الخطير. تم نشر النتائج الآن في مجلة Antibodies المتخصصة [1].
طريقة مبتكرة: تطوير الأجسام المضادة بمساعدة الذكاء الاصطناعي
ينصب تركيز الدراسة على تطبيق التعلم العميق التوليدي. قام العلماء بتدريب نموذج على كمية كبيرة من تسلسلات الأجسام المضادة التي ترتبط بالفعل بفيروس VEEV أو الفيروسات المماثلة. تم بعد ذلك ضبط النموذج لتوليد تسلسلات أجسام مضادة جديدة وفعالة محتملة. نتج عن ذلك إجمالاً أكثر من 44,000 متغير جديد، تم اختيار المرشحين الواعدين منها [1].
اختيار دقيق بواسطة الذكاء الاصطناعي
تم اختيار أفضل الأجسام المضادة بمساعدة خوارزميات حديثة. استخدم الباحثون، من بين أمور أخرى، نموذج AlphaFold2-Multimer المعروف للتنبؤ ببنية وقدرة ارتباط الأجسام المضادة الجديدة ببروتين الفيروس E2. بهذه الطريقة، تمكنوا من تحديد الأجسام المضادة التي ترتبط بالفيروس بقوة وبشكل خاص. تم بعد ذلك التحقق من التنبؤات في المختبر [1].
نجاح في المختبر: الأجسام المضادة تظهر فعاليتها
في المختبر، تأكد أن الأجسام المضادة المصممة بالذكاء الاصطناعي ترتبط بالفعل بالفيروس. أظهر متغيران (a18 و a155) على وجه الخصوص قدرة جيدة على التحييد. ومع ذلك، كانت هذه الأجسام المضادة أضعف قليلاً مقارنة بالمتغيرات المطورة تقليديًا. يفسر الباحثون ذلك، من بين أمور أخرى، بقيود نماذج الذكاء الاصطناعي الحالية: فهي لا تستطيع سوى تمثيل بنية الفيروس المعقدة جزئيًا، لأنها تعمل عادةً مع بروتينات فيروسية فردية فقط وليس مع جسيم الفيروس بأكمله [1].
نظرة مستقبلية: الذكاء الاصطناعي كأداة للطب
تُظهر الدراسة أن الذكاء الاصطناعي أداة واعدة لتطوير أجسام مضادة جديدة. على الرغم من أن النتائج الحالية لا تزال لا تضاهي الطرق التقليدية تمامًا، إلا أن التطوير بمساعدة الذكاء الاصطناعي يقدم مزايا هائلة: فهو أسرع وأقل تكلفة ويمكنه اختبار كميات كبيرة من العوامل المحتملة في وقت واحد. يخطط الباحثون لمواصلة تحسين طرقهم لتطوير أجسام مضادة أكثر فعالية في المستقبل [1].
خاتمة
يُعد عمل الفريق الدولي خطوة مهمة نحو جيل جديد من الأدوية المصممة بمساعدة الذكاء الاصطناعي. خاصة مع الفيروسات النادرة أو التي يصعب مكافحتها مثل VEEV، يمكن لهذا النهج إنقاذ الأرواح في المستقبل [1].
المصادر:
[1] التعلم العميق التوليدي لتصميم الأجسام المضادة أحادية المجال ضد فيروس التهاب الدماغ الخيلي الفنزويلي https://www.mdpi.com/2073-4468/14/2/41
[2] ورقة مناقشة_12.09_2: ورقة مناقشة.qxd https://www.qs.univie.ac.at/fileadmin/user_upload/d_qualitaetssicherung/Dateidownloads/Publikationsverhalten_in_unterschiedlichen_wissenschaftlichen_Disziplinen.pdf
[3] البحث والتعلم البحثي، المشاريع والمنشورات 2023 https://www.th-koeln.de/mam/downloads/deutsch/forschung/projekte___publikationen_2023.pdf
[4] النشر العلمي https://www.bibb.de/dienst/publikationen/en/download/18334
[5] د. جون بي فيشر https://home.liebertpub.com/media/pdf/German-Research-Article-Writing-Guide.pdf
[6] TH-Nürnberg | دليل كتابة الأوراق العلمية لكلية العلوم الاجتماعية https://www.th-nuernberg.de/fileadmin/global/Public_Docs/SW/SW_1171_HR_Leitfaden-wissenschaftliches-Arbeiten_public.pdf
[7] المؤتمر الخامس عشر للباحثين الشباب: وقائع المؤتمر https://www.academia.edu/20871203/15_Nachwuchswissenschaftlerkonferenz_Tagungsband
[8] جمعية الكيمياء والفيزياء التعليمية. المؤتمر السنوي (49: 2022: آخن) https://www.pedocs.de/volltexte/2023/27632/pdf/Vorst_2023_Lernen_Lehren_und_Forschen.pdf
[9] علمي https://www.hslu.ch/-/media/campus/common/files/dokumente/ta/ta-campus/bibliothek/ebookv440190906final.pdf/?sc_lang=de-ch
