وطوّر باحثون من الجامعة العبرية خوارزمية فريدة تتنبأ بالفعل في مراحل التخطيط للمادة ما إذا كان سيكون لها طعم مرير ومثير للاشمئزاز، بناءً على تركيبها الكيميائي. وستكون الخوارزمية، التي تم إنشاؤها من خلال التعلم الآلي، قادرة على تسريع وتقليل عمليات تطوير الأدوية ومنع التجارب في صناعة الأدوية بغرض تقييم مرارة المواد قيد التطوير
تركز الجهود البحثية في مجال تطوير الأدوية على تطوير أدوية فعالة وآمنة، بحيث يمكنها علاج المرض بأقل قدر من الآثار الجانبية. وقد أدى استخدام العمليات المتطورة والآلية إلى موافقة إدارة الغذاء والدواء على آلاف الأدوية، حيث تمت الموافقة على 2020 دواءً جديدًا في عام 53 وحده. ومع ذلك، هناك مشكلة لا تحظى بالاستجابة المثلى - فالعديد من الأدوية لها طعم مر للغاية مما يجعل من الصعب تناولها عن طريق الفم. على الرغم من أن وضع الدواء في كبسولات عادة ما يحل مشكلة التذوق، إلا أنه حل غير ممكن دائمًا لأنه يزيد من كمية الدواء وقد يسبب صعوبة حقيقية في البلع.
في حين يتمكن الكثير منا من ابتلاع الدواء على الرغم من طعمه السيئ أو حجمه الإشكالي، هناك مجموعات سكانية تواجه صعوبة بالغة في القيام بذلك، بما في ذلك الأطفال الصغار والبالغون الذين يعانون من صعوبات في البلع. وقد أظهرت الدراسات أنه عندما كان للأدوية طعم مر للغاية، لوحظ انخفاض في الالتزام بالعلاج لدى الأطفال، مما أدى إلى خطر صحي بسبب عدم استكمال العلاج الدوائي. على سبيل المثال، ذكرت دراسة نشرت منذ وقت ليس ببعيد أن أكثر من 90% من أطباء الأطفال أفادوا أن العديد من الأطفال لا يرغبون في قبول الدواء بسبب ذوقهم، وهذا يعرضهم لضعف صحي ونقص العلاج الطبي المناسب. علاوة على ذلك، وبسبب المخاطر المحتملة الناجمة عن الطعم المنفر للعديد من الأدوية، طلبت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية مؤخرا إضافة مذكرة طعم إلى قائمة الآثار الجانبية في الوصفات الطبية لأدوية الأطفال، لتحذير الآباء من تلك الطعمات الإشكالية.
اليوم، لن تدرك شركات الأدوية أن هناك مشكلة الطعم المر جداً إلا في المراحل المتقدمة من تطويره، أو في مرحلة التجارب السريرية نفسها، عندما يتم إعطاء الدواء لآلاف الأشخاص الذين يستخدمونه كأسرى. من أجل اختبار فعاليته. في حالة تحديد مشكلة طعم غير عادية بشكل خاص، ستضطر الشركات إلى العودة وتغيير تركيبة الأدوية لمحاولة إخفاء الطعم الرهيب (وهو أمر غير ممكن دائمًا)، مما سيؤدي إلى تأخير آخر في طرح الدواء في الأسواق، خسائر مالية بملايين الدولارات وتجارب إضافية وغير مرغوب فيها على الحيوانات. في الأغلب، تفضل شركات الأدوية طرح الدواء في الأسواق حتى لو أدركت بالفعل أنه شديد المرارة، على أمل أن نتعامل مع طعمه الذي لا يطاق.
في المجموعة البحثية البروفيسور ماشا نيف، باحثة التذوق في معهد الكيمياء الحيوية والغذاء والتغذية في كلية الزراعة والغذاء والبيئة في الجامعة العبرية، لقد أدركوا خطورة المشكلة، ونجحوا في تطوير خوارزمية تتنبأ بالمرارة القوية للجزيء بناءً على تركيبه الكيميائي النظري فقط، حتى قبل إنشائه في المختبر. وقد نشرت الدراسة مؤخرا في المجلة مجلة التكنولوجيا الحيوية الحاسوبية والهيكلية.
إيتان مارجوليس، طالب دكتوراه في مختبر البروفيسور نيف، يخبرنا عن عملية البحث وعملية إنشاء الخوارزمية باستخدام طريقة التعلم الآلي فيما يتعلق بالمرارة الشديدة: "لقد جمعنا جزيئات منBitterDB تم إنشاؤها في مختبرنا وتحتوي على معلومات عن أكثر من 1000 مركب مرير. قمنا بدمج المعلومات حول طعم الجزيئات التي تلقيناها من زملائنا في شركة الأدويةGSK وفي شركة مواد تيفا اكتشاف أناليتيكون. لقد علمنا الكمبيوتر أن يفهم أي مجموعات من الخصائص الكيميائية هي الأكثر أهمية لكي يُنظر إلى مادة معينة على أنها ذات طعم مر للغاية، وبالتالي "دربناها" على التعرف بسرعة على ما إذا كان جزيء معين يمكن أن يكون مرًا جدًا أم لا. هذا هو الأساس الذي أنشأنا به الخوارزميةBitterIntense . وبعد اختبار أداء النموذج رأينا أنه صحيح في أكثر من 80% من الحالات، مما يعزز إمكانية استخدامه لتطوير أدوية صديقة للذوق - دون الحاجة إلى تركيب مسبق للمادة واختبارها في البشر أو الحيوانات. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأنه نموذج حسابي، سنكون قادرين على الاستمرار في تحسين دقته مع تراكم المزيد من المعلومات حول الجزيئات المرة."
وخلافا للاعتقادات العلمية السابقة، فقد تبين من نتائج التنبؤات أن الأدوية شديدة المرارة لا تميل إلى أن تكون أكثر سمية للكبد من الأدوية الأقل مرارة. لكن يبدو أن المواد شديدة المرارة أكثر سمية للقلب بسبب قدرتها على سد قنوات البوتاسيوم. "إن حقيقة أن المواد شديدة المرارة لديها قدرة أعلى على أن تكون سامة للقلب أمر مثير للاهتمام بشكل خاص لأن مستقبلات الطعم المر يتم التعبير عنها أيضًا في القلب. تركز الدراسات الحالية على الوظائف الفسيولوجية لمستقبلات التذوق التي يتم التعبير عنها خارج الفم."، يشرح البروفيسور نيف.
وماذا عن أدوية مرض كورونا؟ ويضيف طالب الدكتوراه إيتان مارغوليس ويوضح "لقد رأينا أن انتشار الأدوية الباهظة الثمن بين تلك التي هي حاليا في مراحل التطوير أو المعتمدة لعلاج كورونا، أعلى منها في مجموعة الأدوية العامة. وهذه النتيجة مثيرة للاهتمام لأن فقدان حاسة التذوق يعد من الأعراض المهمة والشائعة للغاية بين المصابين بالفيروس، كما أظهرت الدراسات التي أجريت في مختبر البروفيسور نيف. ومع ذلك، فإن حقيقة أن الأدوية شديدة المرارة يمكن أن يكون لها تأثير فسيولوجي مفيد، تؤكد ضرورة عدم استبعاد تلك الأدوية شديدة المرارة بناءً على مذاقها فقط، ولكن فقط الاستعداد وفقًا لذلك..
وفي الختام، يرى الباحثون أن BitterIntense هي طريقة قد تقلل التكاليف المالية والتجارب على الحيوانات وتختصر وقت وصول الدواء إلى العيادة. إن القدرة على اكتشاف المرارة العالية بطريقة تكاملية أثناء عملية الاكتشاف والتطوير ستساعد في تطوير الأدوية المناسبة للأطفال ومرضى الشيخوخة. بالإضافة إلى ذلك، فإن BitterIntense له صلة أيضًا بشركات التكنولوجيا الحيوية والشركات التي تعمل على تطوير مُحليات جديدة (والتي تكون مرة في بعض الأحيان) أو المكونات الطبيعية التي تهدف إلى دمجها في المنتجات الغذائية.
يشاركنا إيتان مارغوليس تجربة شخصية في ضوء البحث: "بعد نشر المقال العلمي، تواصل معي العديد من الشباب والكبار عبر شبكات التواصل الاجتماعي، وأخبروني أنهم يتعاطفون بشدة مع مشكلة مرارة الأدوية. وقال بعضهم إنه حتى الآن عليهم مضغ الأدوية أو تناولها مع طعام له طعم سائد وحتى ذلك الحين لا ينجح الأمر دائمًا. وأعرب آخرون عن الإحباط الناتج عن إعطاء الحبوب المرة للأطفال الذين يبصقونها في كثير من الحالات، ثم لا يعرفون ما إذا كانوا سيعطون الدواء مرة أخرى أو في أي شكل أو جرعة. ونأمل أنه بفضل بحثنا، سيتم تقديم إجابة أفضل لمشكلة طعم الأدوية والمكونات الغذائية المبتكرة.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
