لأول مرة: تمكن الباحثون من تحديد البروتينات المسببة للأمراض المعوية * وسيمكن هذا الاكتشاف من إنشاء أدوية ذكية تعمل على تحييد البروتينات والوقاية من الأمراض، دون استخدام المضادات الحيوية
أنشأ باحثون من جامعة تل أبيب منصة ذكاء اصطناعي تعرف كيفية التعرف على البروتينات المحددة التي تسمح للبكتيريا بإصابة الأمعاء - وهي طريقة تمهد الطريق لإنشاء أدوية ذكية من شأنها تحييد البروتينات ومنع الأمراض، دون استخدام مضادات حيوية. وشاركت في الدراسة طالبة الدكتوراه نعمة فاغنر والبروفيسور تال بوبكو رئيس كلية شيمونيس لأبحاث الطب الحيوي وأبحاث السرطان في كلية علوم الحياة والمركز الجديد لعلوم المعلومات في جامعة تل أبيب، والتي نشرت في مجلة العلوم . وكان شركاء البحث الدوليون باحثين من إمبريال كوليدج (بقيادة البروفيسور جيد فرانكل) ومعهد أبحاث السرطان في لندن، بالإضافة إلى باحثين من الجامعة التقنية والمركز الوطني للتكنولوجيا الحيوية في مدريد.
تحدث الأمراض المعوية بسبب البكتيريا المسببة للأمراض التي تلتصق بخلايا الأمعاء لدينا. بعد الالتصاق، تستخدم البكتيريا نوعًا من المحاقن الجزيئية لحقن بروتينات تسمى "المؤثرات" في الخلايا المعوية. تعمل هذه المؤثرات معًا للسيطرة على الخلية السليمة، مثل المتسللين الذين يسيطرون على خوادم الكمبيوتر من خلال مجموعة من أسطر التعليمات البرمجية، لكن حتى اليوم لم يعرف العلماء ما هو مزيج البروتينات الذي يكسر آليات الدفاع في الخلية. والآن، حددت منصة الذكاء الاصطناعي للباحثين في جامعة تل أبيب مؤثرات جديدة في البكتيريا، تم اختبارها وإثباتها تجريبيا. وفي وقت لاحق، في التجارب المعملية التي أجريت في لندن، تم التنبؤ بنجاح بتركيبات البروتين التي تؤدي إلى سيطرة البكتيريا المسببة للأمراض على الأمعاء.
يتنبأ الذكاء الاصطناعي بالتأثير على مجموعة متنوعة من البكتيريا المسببة للأمراض
"في هذه الدراسة، ركزنا على البكتيريا المسببة للأمراض المعوية لدى الفئران، وهي قريبة من هذه البكتيريا E. كولاي تشرح طالبة الدكتوراه نعمة فاغنر: "إن الذكاء الاصطناعي الذي أنشأناه يعرف كيفية التنبؤ بالمؤثرات في مجموعة متنوعة من البكتيريا المسببة للأمراض، بما في ذلك البكتيريا التي تهاجم النباتات ذات الأهمية الاقتصادية. أصبحت حساباتنا ممكنة بفضل أدوات التعلم الآلي المتقدمة، والتي استفادت من المعلومات الجينومية من عدد كبير من البكتيريا. لقد أثبت شركاؤنا في إنجلترا تجريبيًا أن تعلمنا كان دقيقًا للغاية وأن المؤثرات التي حددناها هي بالفعل أسلحة البكتيريا.
يقول البروفيسور تال بوبكو: "يتم علاج البكتيريا المسببة للأمراض بالمضادات الحيوية". "لكن المضادات الحيوية تقتل عددًا كبيرًا من الأنواع البكتيرية، ونأمل أيضًا أن تقتل البكتيريا المسببة للأمراض. لذا فإن المضادات الحيوية ليست بندقية بل مدفعا. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الإفراط في استخدام المضادات الحيوية يؤدي إلى تطور البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية، وهي مشكلة عالمية تزداد سوءا. إن فهم الأساس الجزيئي للمرض يعد خطوة ضرورية لتطوير أدوية أكثر ذكاءً من المضادات الحيوية، والتي لن تضر التجمعات البكتيرية في الأمعاء على الإطلاق. اكتشفنا هذه المرة مؤثرات البكتيريا المعوية التي تهاجم القوارض، لكن هذه مجرد البداية ونحن نعمل بالفعل على اكتشاف مؤثرات في البكتيريا الأخرى في محاولة لفهم أفضل لكيفية تنفيذ خطتها في الخلايا المستهدفة التي تهاجمها.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
