باحثون في جامعة تكساس يستخدمون الذكاء الاصطناعي لتعزيز إنتاج دواء الزهايمر

استغل باحثون في جامعة تكساس (UT) قوة الذكاء الاصطناعي (AI) لإحداث ثورة في إنتاج دواء حاسم لعلاج أعراض الزهايمر والخرف. تكشف دراستهم الاختراقية، المنشورة في 7 مارس، عن أدوات مدعومة بالذكاء الاصطناعي مصممة لتسريع عملية تصنيع الجالانتامين، وهو مركب أساسي يُستخلص من النرجس البري.

عملية تخمير مدعومة بالذكاء الاصطناعي

قاد فريق البحث سيمون دويلسنيتز، الباحث السابق ما بعد الدكتوراه في جامعة تكساس والذي يعمل الآن في مدرسة هارفارد الطبية، بهدف تبسيط عملية استخراج الجالانتامين من النرجس البري، وهي عملية شاقة وتعتمد على الغلة. قارن دويلسنيتز هذا الجهد بتخمير البيرة، متخيلًا وسيلة أكثر أمانًا وفعالية من حيث التكلفة للإنتاج. وباستخدام أدوات الذكاء الاصطناعي وأجهزة الاستشعار الحيوية، انطلق الفريق في هندسة الكائنات الدقيقة لتخمير الدواء، مما يمثل تحولًا كبيرًا بعيدًا عن طرق الاستخراج التقليدية.

دانيال دياز، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة تكساس وقائد مجموعة البروتينات العميقة في معهد أسس تعلم الآلة، قاد تطوير نظام MutComputeX الذكي المصمم لتحديد طفرات البروتين القادرة على مضاعفة معدل إنتاج الجالانتامين إلى ثلاثة أضعاف. تتضمن نهجه المبتكر عزل البروتينات من زهور النرجس المسؤولة عن تصنيع الدواء ومحاكاة وظائفها في بيئة المختبر.

هندسة البروتينات: كشف الغموض

باستخدام تقنية هندسة البروتينات، أوضح دياز الطفرات الحاسمة داخل بروتينات النرجس التي تسهم في إنتاج الجالانتامين. وفيما يشبه الدالة الرياضية، شرح دياز العملية المعتمدة على الذكاء الاصطناعي بأنها تشبه حل المعادلة y=f(x)، حيث تعمل البروتينات كمتغيرات مستقلة (x) بينما يمثل إنتاج الجالانتامين المتغير التابع (y). توضح هذه المنهجية كيف تحفز طفرات البروتين عملية تخليق الجالانتامين، مما يمهد الطريق لتكرارها بكفاءة في المختبرات.

على الرغم من وجود طرق اصطناعية لإنتاج الجالانتامين، إلا أنها مكلفة للغاية. ويوفر استخراج المركب من زهور النرجس بديلاً أكثر جدوى اقتصاديًا، رغم أنه مقيد بدورات نمو النبات، وهو ما يفاقمه تغير المناخ. وشدد دي أولسنيتز على إلحاحية بحثه في ضوء هذه التحديات، مسلطًا الضوء على إمكانات تقنيات التخمير المدعومة بالذكاء الاصطناعي للتخفيف من قيود الإنتاج ومواجهة الطلب المتزايد على أدوية مرض الزهايمر.

حقق باحثو جامعة تكساس مسارًا نحو تحسين إنتاج أدوية الزهايمر من خلال الابتكار المدعوم بالذكاء الاصطناعي. ومن خلال الاستفادة من الأساليب الحسابية المتقدمة وتقنيات هندسة البروتين، لم يقوموا فقط بتبسيط إنتاج الجالانتامين، بل وضعوا أيضًا الأساس لتطورات مستقبلية في الهندسة الحيوية. ومع تزايد الوعي بإمكانات الذكاء الاصطناعي في التصنيع الدوائي، فإن مجتمع الهندسة الحيوية مستعد للاستفادة من هذه التقنيات التحويلية.

من خلال هذه الدراسة الرائدة، لم يسرع باحثو جامعة تكساس فقط من إنتاج دواء الزهايمر، بل وضعا سابقة لاستخدام الذكاء الاصطناعي في التصنيع الدوائي. ومع استمرار تطور هذا المجال، يعد دمج الحلول المدعومة بالذكاء الاصطناعي بثورة في عمليات تطوير الأدوية وإنتاجها، مما يقدم الأمل لعلاجات أكثر سهولة وفعالية من حيث التكلفة للأمراض التنكسية العصبية.