تطوير باستخدام الذكاء الاصطناعي مضادات حيوية تقتل البكتيريا المقاومة

الذكاء الاصطناعي .. في خطوة قد تُحدث تحولًا جذريًا في مواجهة أزمة مقاومة المضادات الحيوية، نجح باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في تطوير نوعين جديدين من المضادات الحيوية باستخدام الذكاء الاصطناعي. 

ووفقًا لدراسة نُشرت في مجلة Cell، فإن المركبين الجديدين أثبتا فاعلية عالية في القضاء على سلالات بكتيرية خطيرة تقاوم العلاجات التقليدية، بما في ذلك السيلان المقاوم للأدوية والمكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين (MRSA).

تصميم رقمي لعقاقير حقيقية

باستخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي التوليدي، قام الفريق البحثي بتصميم أكثر من 36 مليون مركب جزيئي رقميًا، ليتم تصفية القائمة وصولًا إلى عدد محدود من المركبات الواعدة. 

واختار الباحثون اثنين من هذه المركبات، أُطلق عليهما اسما NG1 وDN1، وتم اختبارهما في أنابيب المختبر وعلى الفئران، حيث أظهرا نتائج مذهلة في قتل البكتيريا المقاومة.

NG1: سلاح جديد ضد السيلان المقاوم

صُمم العقار NG1 خصيصًا لاستهداف مرض السيلان، الذي أصبح وفقًا لتحذيرات منظمة الصحة العالمية من الأمراض المنقولة جنسيًا الأكثر تطورًا من حيث مقاومة العلاج. 

وأثبت العقار قدرته على قتل السلالات المقاومة في التجارب الحيوانية، مما يمنح أملًا في علاج الحالات التي باتت في بعض الدول غير قابلة للعلاج.

DN1: قاهر المكورات العنقودية الذهبية

كما أظهر العقار الثاني، DN1، فعالية ضد المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين، وهي بكتيريا خطيرة تصيب الجلد وتنتشر إلى الدم أو العظام أو الرئتين، خاصة بين المرضى ضعاف المناعة. 

واستطاع DN1 القضاء على العدوى في نماذج حيوانية، ما يعكس إمكانياته كعلاج محتمل في المستقبل.

آليات مبتكرة في مقاومة ذكية

أهمية هذه الأدوية لا تكمن فقط في فعاليتها، بل في أنها تعتمد على آليات جديدة تمامًا. 

وبينما تعتمد المضادات الحيوية التقليدية على أنماط متكررة تُمكّن البكتيريا من التكيف معها، يستهدف NG1 وDN1 الأغشية البكتيرية بطريقة يصعب مقاومة تأثيرها، وهو ما يفتح الباب أمام تطوير علاجات أقل عرضة لفقدان الفاعلية مع الزمن.

آفاق مستقبلية ومعوقات قائمة

رغم النجاح المبشر، يؤكد الباحثون أن هذه المضادات الحيوية لا تزال في مراحلها المبكرة. 

ويتطلب تطويرها الكامل سنوات من العمل تشمل تحسين التركيب الكيميائي، واختبارات الآثار الجانبية، وصولًا إلى التجارب السريرية على البشر. 

ورغم ذلك، يأمل الفريق العلمي أن تُستخدم منصة الذكاء الاصطناعي نفسها لتصميم أدوية مماثلة لأنواع أخرى من البكتيريا، مثل تلك المسببة للسل أو العدوى المكتسبة في المستشفيات.

أزمة عالمية تتطلب حلولًا جذرية

تُعد مقاومة مضادات الميكروبات من أخطر التهديدات الصحية في القرن الحالي، إذ تشير التقديرات إلى أنها مسؤولة عن أكثر من مليون حالة وفاة سنويًا حول العالم. 

وفي المملكة المتحدة وحدها، تم تسجيل أكثر من 66 ألف حالة عدوى مقاومة للمضادات الحيوية في عام 2023، ما يعكس الحاجة الملحة لتطوير أدوية مبتكرة تنقذ الأرواح.

من المختبر إلى العالم

قال جيمس كولينز، أستاذ الهندسة الطبية في MIT والمؤلف الرئيسي للدراسة: "هذا العمل يظهر كيف يمكن للذكاء الاصطناعي أن يفتح آفاقًا جديدة في تصميم الأدوية، ويمنحنا القدرة على استكشاف فضاءات كيميائية واسعة لم تكن متاحة من قبل". 

وأضافت الباحثة آرتي كريشنان: "تجنبنا عمدًا أي مركبات تشبه المضادات الحيوية التقليدية، لنُحدث ثورة حقيقية في مكافحة البكتيريا المقاومة."

وبينما لا تزال الرحلة طويلة قبل وصول هذه الأدوية إلى الأسواق، فإن نتائج الدراسة تقدم بصيص أمل في مواجهة تهديد عالمي متزايد، باستخدام أدوات العصر: الذكاء الاصطناعي والابتكار العلمي.