تصميم الأجسام المضادة التوليدية: عندما يلتقي الذكاء الاصطناعي بالحمض النووي

• كاتب:
• اسم المؤلف

  البصيرة الكمومية
• 7 سبتمبر 2023

ملخص البصيرة

إن تصميم الأجسام المضادة باستخدام الذكاء الاصطناعي التوليدي (AI) لإنشاء أجسام مضادة جديدة تتفوق في الأداء على الأجسام المضادة التقليدية يمكن أن يسرع ويقلل تكلفة تطوير الأجسام المضادة العلاجية. وهذا الإنجاز يمكن أن يجعل العلاجات الشخصية ممكنة، وربما يعزز النتائج الطبية مع تعزيز الإنتاجية الاقتصادية من خلال تقليل عبء المرض. ومع ذلك، فقد ارتبطت هذه التطورات بالتحديات، بما في ذلك إزاحة الوظائف، والمخاوف المتعلقة بخصوصية البيانات، والمناقشات الأخلاقية حول الوصول إلى العلاجات الشخصية.

سياق تصميم الأجسام المضادة التوليدية

الأجسام المضادة هي بروتينات وقائية أنشأها جهاز المناعة لدينا والتي تقضي على المواد الضارة عن طريق الارتباط بها. تُستخدم الأجسام المضادة بشكل متكرر في التطبيقات العلاجية نظرًا لخصائصها الفريدة، بما في ذلك انخفاض الاستجابات المناعية وتعزيز الخصوصية للمستضدات المستهدفة. تتضمن المرحلة الأولية في تطوير دواء الجسم المضاد تحديد الجزيء الرئيسي. 

يتم العثور على هذا الجزيء عادةً عن طريق فحص مكتبات واسعة النطاق لمتغيرات الأجسام المضادة المتنوعة ضد مستضد مستهدف محدد، وهو ما قد يستغرق وقتًا طويلاً. التطور اللاحق للجزيء هو أيضًا عملية طويلة. ولذلك، فمن الأهمية بمكان ابتكار أساليب أسرع لتطوير أدوية الأجسام المضادة.

حققت شركة Absci Corp، ومقرها نيويورك وواشنطن، تقدمًا كبيرًا في عام 2023 عندما استخدمت نموذجًا توليديًا للذكاء الاصطناعي لتصميم أجسام مضادة جديدة ترتبط بشكل أكثر إحكامًا بمستقبل معين، HER2، مقارنة بالأجسام المضادة العلاجية التقليدية. ومن المثير للاهتمام أن هذا المشروع بدأ بإزالة جميع بيانات الأجسام المضادة الموجودة، مما منع الذكاء الاصطناعي من مجرد تكرار الأجسام المضادة الفعالة المعروفة. 

وكانت الأجسام المضادة التي صممها نظام الذكاء الاصطناعي الخاص بشركة Absci مميزة، وليس لها نظيرات معروفة، مما يؤكد حداثتها. كما سجلت هذه الأجسام المضادة المصممة بواسطة الذكاء الاصطناعي درجات عالية في "الطبيعية"، مما يشير إلى سهولة التطور وإمكانية تحفيز استجابات مناعية قوية. إن هذا الاستخدام الرائد للذكاء الاصطناعي لتصميم أجسام مضادة تعمل بشكل جيد أو أفضل من إبداعات أجسامنا قد يقلل بشكل كبير من وقت وتكلفة تطوير الأجسام المضادة العلاجية.

التأثير التخريبي

يحمل تصميم الأجسام المضادة التوليدية وعدًا كبيرًا لمستقبل الطب، وخاصة بالنسبة للعلاجات الشخصية. وبما أن الاستجابة المناعية لكل شخص يمكن أن تختلف بشكل كبير، فإن إنشاء علاجات مخصصة مصممة خصيصًا للخصائص المناعية المحددة للفرد يصبح ممكنًا باستخدام هذه التكنولوجيا. على سبيل المثال، يمكن للباحثين تصميم أجسام مضادة معينة ترتبط بالخلايا السرطانية الفريدة لدى المريض، مما يوفر خطة علاج فردية للغاية. 

يعد تطوير الأدوية التقليدية عملية مكلفة وتستغرق وقتًا طويلاً مع معدل فشل مرتفع. يمكن للذكاء الاصطناعي التوليدي تسريع العملية من خلال تحديد المرشحين المحتملين للأجسام المضادة بسرعة، مما يؤدي إلى خفض التكاليف بشكل كبير وزيادة معدل النجاح. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تعديل الأجسام المضادة المصممة بواسطة الذكاء الاصطناعي وتكييفها بشكل أسرع استجابة لأي مقاومة تطورها مسببات الأمراض المستهدفة. وتعد هذه المرونة أمرًا حيويًا في الأمراض سريعة التطور، كما شهدنا خلال جائحة كوفيد-19.

بالنسبة للحكومات، فإن تبني الذكاء الاصطناعي التوليدي في تصميم الأجسام المضادة يمكن أن يؤثر على الصحة العامة. فهو لا يمكنه تسريع الاستجابة للأزمات الصحية فحسب، بل يمكنه أيضًا جعل الرعاية الصحية أكثر سهولة. تقليديا، تكون العديد من الأدوية الجديدة باهظة الثمن بسبب تكاليف التطوير المرتفعة وحاجة شركات الأدوية إلى استرداد استثماراتها. ومع ذلك، إذا تمكن الذكاء الاصطناعي من تقليل هذه التكاليف وتسريع الجدول الزمني لتطوير الأدوية، فيمكن نقل التوفير إلى المرضى، مما يجعل العلاجات الجديدة في متناول الجميع. علاوة على ذلك، فإن الاستجابة السريعة للتهديدات الصحية الناشئة يمكن أن تقلل بشكل كبير من تأثيرها المجتمعي، مما يعزز الأمن القومي.

الآثار المترتبة على تصميم الأجسام المضادة التوليدية

قد تشمل الآثار الأوسع لتصميم الأجسام المضادة التوليدية ما يلي: 

• حصول الأفراد على العلاجات الطبية الشخصية مما يؤدي إلى تحسين نتائج الرعاية الصحية ومتوسط ​​العمر المتوقع.
• يقوم مقدمو خدمات التأمين الصحي بتخفيض معدلات الأقساط بسبب العلاجات الأكثر فعالية من حيث التكلفة والنتائج الصحية الأفضل.
• تقليل العبء المجتمعي للمرض مما يؤدي إلى زيادة الإنتاجية والنمو الاقتصادي.
• توليد وظائف ومهن جديدة تركز على التقاطع بين الذكاء الاصطناعي والبيولوجيا والطب، مما يساهم في تنوع سوق العمل.
• أن تكون الحكومات مجهزة بشكل أفضل للاستجابة للتهديدات البيولوجية أو الأوبئة مما يؤدي إلى تعزيز الأمن القومي والقدرة على الصمود المجتمعي.
• تتحول شركات الأدوية نحو ممارسات بحثية أكثر استدامة وكفاءة بسبب انخفاض الاختبارات على الحيوانات واستهلاك الموارد.
• وتقوم الجامعات والمؤسسات التعليمية بتكييف المناهج الدراسية لتشمل الذكاء الاصطناعي وتصميم الأجسام المضادة، مما يؤدي إلى تعزيز جيل جديد من العلماء متعددي التخصصات.
• المخاطر المرتبطة بالخصوصية وأمن البيانات حيث أن هناك حاجة إلى المزيد من البيانات الصحية والوراثية لتصميم الأجسام المضادة الشخصية.
• الآثار السياسية والأخلاقية المحيطة بالوصول إلى العلاجات الشخصية تؤدي إلى مناقشات حول العدالة والمساواة في الرعاية الصحية.

أسئلة للنظر فيها

• إذا كنت تعمل في مجال الرعاية الصحية، فكيف يمكن لتصميم الأجسام المضادة التوليدية أن يحسن نتائج المرضى؟
• كيف يمكن للحكومات والباحثين العمل معًا لزيادة فوائد هذه التكنولوجيا؟