اكتشاف دواء مدفوع بالذكاء الاصطناعي: الاستفادة من الذكاء الاصطناعي لاكتشاف أدوية جديدة

يُعرف اكتشاف الدواء باسم “من المكتب إلى السرير” بسبب مدته الطويلة وتكلفته العالية. يستغرق حوالي 11 إلى 16 عامًا ومبلغ بين $1 مليار إلى $2 مليار لجلب دواء إلى السوق. ولكن الآن الذكاء الاصطناعي يثور في تطوير الدواء، مما يوفر وتيرة أفضل وربحية.

الذكاء الاصطناعي في تطوير الدواء قد غير نهجنا واستراتيجيتنا نحو البحث البيولوجي والابتكار. ساعد الباحثين على تقليل تعقيدات مسار المرض وتحديد الأهداف البيولوجية.

لننظر بشكل أعمق إلى ما يحمله الذكاء الاصطناعي من إمكانيات لمستقبل اكتشاف الأدوية.

فهم دور الذكاء الاصطناعي: كيف يتم استخدامه لاكتشاف الأدوية؟

الذكاء الاصطناعي قد حسّن مراحل مختلفة من عملية اكتشاف الدواء بقدرته على تحليل كميات هائلة من البيانات وصنع تنبؤات معقدة. ها هي كيفية ذلك:

1. تحديد الهدف

تحديد الهدف هو العملية الأولى لاكتشاف الدواء والتي تتضمن تحديد الكيانات الجزيئية المحتملة مثل البروتينات والأنزيمات والمستقبلات الموجودة في الجسم والتي يمكن أن ت結ب مع الأدوية لإنتاج آثار علاجية ضد الأمراض.

يمكن للذكاء الاصطناعي الاستفادة من قواعد البيانات السريرية الكبيرة التي تتضمن معلومات رئيسية حول تحديد الهدف. يمكن أن تتضمن هذه مصادر البيانات البحث البيولوجي ومعلومات البيولوجيا الجزيئية وبيانات التجارب السريرية وهيكل البروتين وغيرها.

النماذج المدربة للذكاء الاصطناعي جنبًا إلى جنب مع تقنيات بيولوجية مثل التعبير الجيني يمكنها فهم الأمراض البيولوجية المعقدة وتحديد الأهداف البيولوجية للمرشحين الدوائيين. على سبيل المثال، طور الباحثون تقنيات مختلفة للذكاء الاصطناعي لتحديد أهداف مضادة للسرطان الجديدة.

2. اختيار الهدف

يمكن للذكاء الاصطناعي في اكتشاف الدواء مساعدة الباحثين على اختيار أهداف واعدة بناءً على علاقاتهم بالمرض وفائدة العلاج المتوقعة. مع تمييز الأنماط القوي، يمكن للذكاء الاصطناعي اتخاذ هذا الاختيار بناءً ليس فقط على الأدب الطبي المعلن ولكن أيضًا اختيار أهداف جديدة تمامًا بدون أي إشارة سابقة في البراءات المنشورة.

3. تحديد الأولوية للدواء

في هذه المرحلة، يقيّم الذكاء الاصطناعي المركبات الدوائية الرئيسية ويرتبها للفحص والبحث المتقدم لتطويرها. بالمقارنة مع تقنيات التصنيف السابقة، فإن النهج القائم على الذكاء الاصطناعي أكثر فعالية في تحديد المرشحين الأكثر وعدًا. على سبيل المثال، طور الباحثون إطارًا حاسوبيًا قائمًا على التعلم العميق لتحديد وتحديد الأولوية للأدوية الجديدة لمرض آلزهايمر.

4. فحص المركبات

يمكن للنماذج القائمة على الذكاء الاصطناعي توقع الخواص الكيميائية والنشاط البيولوجي للمركبات وتقديم رؤى حول الآثار الجانبية. يمكنها تحليل البيانات من مصادر مختلفة، بما في ذلك الدراسات السابقة وقواعد البيانات، لتحديد أي مخاطر أو آثار جانبية محتملة مرتبطة بمركب معين. على سبيل المثال، طور الباحثون أداة تعلم عميق لفحص مكتبات كيميائية تحتوي على مليارات الجزيئات لتسريع استكشاف المركبات على نطاق واسع.

5. تصميم دواء دي نوفو

كان الفحص اليدوي لمجموعات كبيرة من المركبات ممارسة تقليدية في اكتشاف الدواء. مع الذكاء الاصطناعي، يمكن للباحثين فحص مركبات جديدة مع أو بدون معلومات سابقة وتوقع الهيكل ثلاثي الأبعاد النهائي للأدوية المكتشفة. على سبيل المثال، AlphaFold، الذي طوّره ديب مايند، هو نظام قائم على الذكاء الاصطناعي يمكنه توقع هيكل البروتين. وهو يحتفظ بقاعدة بيانات تتضمن أكثر من 200 مليون توقع لهيكل البروتين يمكن أن يسرع عملية تصميم الدواء.

5 أمثلة ناجحة لاكتشاف دواء قائم على الذكاء الاصطناعي

1) أباسين

تقتل المضادات الحيوية البكتيريا. ولكن بسبب نقص الأدوية الجديدة وتطور المقاومة البكتيرية السريع ضد الأدوية القديمة، أصبحت البكتيريا صعبة العلاج. أباسين، مضاد حيوي تجريبي قوي تم تطويره بواسطة الذكاء الاصطناعي، مصمم لقتل بكتيريا Acinetobacter baumannii، واحدة من أكثر البكتيريا الخبيثة.

استخدم الباحثون الذكاء الاصطناعي لاختبار آلاف الأدوية لمعرفة مدى فعاليتها ضد البكتيريا. ثم تم استخدام هذه المعلومات لتدريب الذكاء الاصطناعي على تطوير دواء يمكنه علاجها بفعالية.

2) تارجيت إكس من إنسيليكو ميديسين

استخدمت إنسيليكو ميديسين منصتها القائمة على الذكاء الاصطناعي وتطوير دواء يسمى تارجيت إكس، والذي يخضع الآن لمرحلة التجارب السريرية الأولى. تارجيت إكس مصمم لعلاج تليف الرئة الidiopathic، مرض يمكن أن يسبب تصلب الرئة عند كبار السن إذا لم يُعالج. سوف تشمل المرحلة الأولى 80 مشاركًا، وسيتلقى نصفهم جرعات أعلى تدريجيًا. هذا سيساعد في تقييم كيفية تفاعل جزيء الدواء مع الجسم البشري.

3) في آر جي 50635 من فيرج جينوميكس

استخدمت فيرج جينوميكس، شركة اكتشاف دواء قائم على الذكاء الاصطناعي، منصتها القائمة على الذكاء الاصطناعي لتطوير مركب جديد يسمى في آر جي-50635، لعلاج داء لو غيهريج من خلال تحليل نقاط بيانات بشرية. وتضمنت نقاط البيانات معلومات حول أنسجة المخ والعمود الفقري للمرضى الذين يعانون من أمراض عصبية دегenerative مثل باركنسون وآلزهايمر.

4) إكسسنتيا-إي 2 إيه ريسيبتور

إكسسنتيا، شركة تكنولوجيا طبية قائمة على الذكاء الاصطناعي، مسؤولة عن أول جزيء دوائي مصمم بواسطة الذكاء الاصطناعي لعلاج مناعة الأورام – وهو شكل من أشكال علاج السرطان الذي يستخدم جهاز المناعة في الجسم لمحاربة خلايا السرطان. دخل دواءهم المرحلة السريرية البشرية.

استخدموا الذكاء الاصطناعي لتطوير مركبات أخرى لاستهداف أمراض مختلفة مثل

• سرطانات تعتمد على النسخ عن طريق استهداف مثبطات سي دي كي 7
• أمراض التهابية عن طريق استهداف إنزيم بي كي سي-ثيتا
• أمراض الدم والسرطان عن طريق استهداف منظم إل إس دي 1

5) أبسكي-أجسام مضادة دي نوفو مع ذكاء اصطناعي ZERO-SHOT

أثبتت أبسكي، شركة اكتشاف دواء قائم على الذكاء الاصطناعي، استخدامها للذكاء الاصطناعي ZERO-SHOT لتطوير أجسام مضادة دي نوفو من خلال المحاكاة الحاسوبية. ZERO-SHOT يعني أن نموذج الذكاء الاصطناعي لم يُختبر بشكل صريح على المعلومات الإدخالية الحالية خلال مرحلة التدريب. وبالتالي، يمكن لهذه العملية أن تنتج تصاميم أجسام مضادة جديدة بذاتها.

أجسام مضادة علاجية دي نوفو مدفوعة بالذكاء الاصطناعي تقطع الوقت اللازم لتطوير رصيد دوائي جديد من ست سنوات إلى 18-24 شهرًا، مما يزيد من احتمال نجاحها في العيادة. يمكن لتكنولوجيا الشركة اختبار وتحقق 3 ملايين تصميم مولد بواسطة الذكاء الاصطناعي كل أسبوع. يمكن أن يؤدي هذا التطور الجديد إلى إيصال علاجات جديدة على الفور إلى كل مريض، مما ي tượng إلى تغييرًا صناعيًا كبيرًا.

ما الذي يخبئه مستقبل الذكاء الاصطناعي واكتشاف الدواء؟

بجانب العديد من تطبيقات الرعاية الصحية الأخرى، يجعل الذكاء الاصطناعي عملية اكتشاف الدواء أسرع وأكثر ذكاءً من خلال تحليل مجموعات بيانات كبيرة وتوقع أهداف دوائية واعدة ومرشحين. باستخدام الذكاء الاصطناعي التوليدي، يمكن للشركات البيوتكنولوجية تحديد علامات استجابة المرضى وتطوير خطط علاجية مخصصة بسرعة.

تشير التقارير إلى أن شركات MedTech سوف تدمج الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في اكتشاف الدواء في المراحل الأولى، مما سيساعد في إنشاء سوق تبلغ قيمتها 50 مليار دولار في غضون العقد المقبل، مما يخلق إمكانيات نمو كبيرة للذكاء الاصطناعي في الصناعات الدوائية. يمكن للذكاء الاصطناعي أن يقلل من تكاليف اكتشاف الدواء بشكل عام، مما يجعل المزيد من الأدوية الجديدة متاحة للمرضى بشكل أسرع.

إذا كنت تريد معرفة المزيد عن الذكاء الاصطناعي وكيف سوف يؤثر على مستقبلنا، زور unite.ai.