داروسازی با هوش مصنوعی زیستی ممکن شد!_غروب شهر

پژوهشگران استرالیایی موفق به گسترش سامانه‌ای نوآورانه موسوم به «هوش مصنوعی زیستی» شده‌اند که می‌تواند مولکول‌هایی با کارکرد‌های کاملاً تازه یا بهبود یافته درون سلول‌های پستانداران تشکیل کند؛ کاری که نویدبخش ساخت دارو‌هایی است که تا بحال تشکیل آنها ناممکن یا زیاد دشوار بوده است.

به گزارش science tech daily این سامانه که PROTEUS (مخفف «تکامل پروتئین با منفعت گیری از انتخاب») نام دارد، بر پایه‌ی روش «تکامل هدایت‌شده» طراحی شده است؛ روشی آزمایشگاهی که از روال طبیعی تکامل الگوبرداری می‌کند، با این تفاوت که PROTEUS می‌تواند این فرایند را در زمان چند هفته، به‌صورت دیدنی تسریع کند.

دانشمندان مرکز چارلز پرکینز در دانشگاه سیدنی در همکاری با پژوهشگرانی از مؤسسه سنتنری، این سامانه را گسترش داده‌اند و آن را گامی بزرگ در مسیر طراحی دقیق‌تر ابزار‌های پژوهشی و درمان‌های موثر ژنی می‌دانند.

به‌حرف های‌ی گرگ نیلی سرپرست مشترک این پروژه و رئیس آزمایشگاه ژنومیک عملکردی جان و آن چونگ PROTEUS این توانایی را دارد که دارو‌هایی تازه و خاص برای بدن انسان تشکیل کند که با فناوری‌های جاری قابل دستیابی نیستند.

او توضیح می‌دهد: مسئله نوآورانه درمورد‌ی کار ما این است که زیاد تر راه حلهای تکامل هدایت‌شده در سلول‌های باکتریایی عمل می‌کنند اما PROTEUS این قابلیت را دارد که در سلول‌های پستانداران نیز عمل تکامل را انجام دهد.

حل مسائل مولکولی با هوش مصنوعی زیستی

سامانه PROTEUS می‌تواند همانند یک پلتفرم هوش مصنوعی، یک قضیه‌ی ژنتیکی ناشناخته و پیچیده را دریافت کرده و با بازدید میلیون‌ها توالی مولکولی احتمالی که به‌صورت طبیعی تا این مدت وجود ندارند، به جستوجو یافتن مولکول‌هایی با ویژگی‌های بهینه برای حل آن قضیه بگردد. برای نمونه می‌توان از این سامانه برای خاموش‌سازی کارآمد یک ژن بیماری‌زا در بدن انسان منفعت گیری کرد.

تیم پژوهشی موفق شده است با منفعت گیری از PROTEUS نسخه‌هایی گسترش یافتهتر از برخی پروتئین‌ها را گسترش دهد که قابلیت تنظیم‌پذیری بهتری با دارو‌ها دارند، این چنین نانوبادی‌هایی (نسخه‌های کوچک‌شده آنتی‌بادی‌ها) که قادر به شناسایی صدمه‌های DNA می باشند؛ فرآیندی حیاتی که نقش مهمی در پیدایش سرطان دارد.

به‌حرف های‌ی پژوهشگران این سامانه به‌هیچ‌وجه محدود به این موارد نیست و می‌تواند کارکرد طیف گسترده‌ای از پروتئین‌ها و مولکول‌ها را بهبود بخشد.

گامی نو در تکامل مولکولی سلولی

روش اولیه‌ی تکامل هدایت‌شده که برای نخستین‌بار در باکتری‌ها اجرا شد در سال ۲۰۱۸ جایزه نوبل شیمی را برای مبتکران خود به ارمغان آورد. اکنون PROTEUS با گسترش‌ی این فناوری در سطح سلول‌های پستانداران امکان حل مسائل ژنتیکی پیچیده را فراهم کرده است.

کریستوفر دنس، پژوهشگر ارشد این پروژه از مرکز چارلز پرکینز و دانشکده علوم زیستی و محیط‌زیست درمورد چالش‌های بزرگ این پروژه توضیح می‌دهد: بزرگ‌ترین چالش ما این می بود که چطور سلول پستانداران را پایدار نگه داریم تا در برابر چرخه‌های متعدد جهش و تکامل مقاومت کرده و از راه‌حل‌های تقلبی یا ساده‌سازی شده جلوگیری کنیم.

راه‌حل تیم تحقیقاتی منفعت گیری از ذرات شبه‌ویروسی کیمریک می بود؛ ساختاری ترکیبی که از پوسته‌ی یک ویروس و ژن‌های ویروسی متفاوت ساخته شده و اجازه تقلب را از سامانه می‌گیرد. با ترکیب دو خانواده ویروسی متفاوت، آنها به سیستمی دست یافتند که می‌تواند همزمان راه‌حل‌های مختلفی را بازدید کرده و به بهترین گزینه‌ها اجازه بقا دهد در حالی‌که گزینه‌های نامناسب حذف خواهد شد.

سامانه‌ای پایدار، باز و در دسترس جهانی

دنس پافشاری می‌کند: سامانه PROTEUS پایدار و قابل مطمعن است و اعتبار آن در آزمایشگاه‌های جدا گانه نیز قبول شده است. ما از دیگر پژوهشگران دعوت می‌کنیم که از این تکنولوژی منفعت‌برداری کنند.

نیلی نیز با اشاره به اهداف آینده‌ی تیم می‌گوید: ما این سامانه را به‌صورت متن‌باز در اختیار جامعه پژوهشی قرار داده‌ایم و مشتاقیم ببینیم دیگران با آن چه می‌کنند. مقصد ما گسترش ابزار‌های دقیق‌تر و پرقدرت در حوزه‌هایی همانند ویرایش ژن و بهینه‌سازی دارو‌های مبتنی بر mRNA است.

انتهای مطلب/