استخدام الذكاء الاصطناعي لفحص أدوية تحارب فيروس كورونا

استخدم باحثو مايو كلينك وشركاؤهم، محاكاة الحاسوب والذكاء الاصطناعي لفحص 30 مليون عقار افتراضي تم ترشيحها لحجب فيروس كورونا 2 المسبب لمتلازمة الالتهاب التنفسي الحاد ;,الوخيم (السارز)، الفيروس المسبب لفيروس كورونا المستجد (كوفيد-19).

وفي ورقة بحثية نُشرت في مجلة “بايوموليكولس”، قام الباحثون بتسريع اكتشاف الأدوية لتحديد الأهداف الواعدة للدراسة الإضافية، وهم مهتمون بإيجاد علاجات جديدة لفيروس كورونا الجديد.

وفي تعليقه على الموضوع، قال توماس كولفيلد، الحاصل على الدكتوراه وعالم الأعصاب الجزيئية في مايو كلينك والمؤلف الرئيسي للورقة البحثية: “استخدمنا منصة متعددة الأدوية لفحص الأدوية المرشحة. ودرسنا الأدوية المعتمدة من إدارة الغذاء والدواء الأميركية والتي تم اختبارها سريريًا، بالإضافة إلى المركبات الجديدة. وباستخدام القوة الحسابية للتكنولوجيا المتقدمة، يمكننا تحديد أفضل دواء، ضمن مكتبة كيميائية، لإجراء المزيد من البحث”.

تفاصيل البحث

أُجري البحث باستخدام محاكاة الحاسوب، المسماة الفحص بالسيليكون – أي السيليكون، أو الحاسوب – وتم التحقق من صحتها باستخدام تجارب بيولوجية باستخدام فيروس حي.

ويستخدم هذا النوع من الأبحاث، قواعد البيانات الرقمية والتركيبات الرياضية لتحديد المركبات الدوائية التي يحتمل أن تكون مفيدة. كما يتم استخدام أنواعاً أخرى من الأبحاث في خطوط الخلايا، تسمى الأبحاث في المختبر، أو في الكائنات الحية، مثل: الفئران أو البشر – وتسمى الأبحاث في الجسم الحي.

بدأ الباحثون بـ 30 مليون مركب دوائي، وقدمت أدوات الفحص الافتراضية تنبؤات حول سلوك المركبات الدوائية المختلفة، ووضعت نموذجًا لكيفية تفاعلها مع الأهداف البيولوجية على جسيمات فيروس كورونا، ثم حصر الفحص بالسيليكون التركيز على 25 مركبًا.

ولإجراء تحليل واختبار أعمق في المختبر، أجرى الباحثون دراسة تجريبية على 25 مركبًا ضد فيروس كورونا المعدي في مزارع عينات الخلايا البشرية، وتم اختبارها لاحقًا بحثًا عن مشكلة شائعة في الأدوية: السمية.

نظرًا لأن إحدى مهام الكبد هي تنظيف الدم، والذي يتضمن مكونات الدواء، فقد ابتكر الفريق نموذجًا لكبد بشري على سطح كخلية النحل، بحجم لا يزيد عن حجم ممحاة القلم الرصاص. واستطاع الباحثون التنبؤ بأن جميع المركبات 25 ستكون آمنة للكبد البشري.

وعلَق الدكتور كولفيلد على البحث: “الهدف هو إيقاف العدوى وإعادة الخلايا إلى حالتها الصحية. نريد أن نستهدف بقوة دورة استنساخ كورونا 2 المسبب لمتلازمة الالتهاب التنفسي الحاد الوخيم (السارز) على جبهات متعددة، مما يمنع دخول الفيروس وانتشاره”.

ويأمل الباحثون في أن مزيجًا من الأدوية، مثل خليط الأدوية المستخدم لعلاج فيروس نقص المناعة البشرية، قد يكمل نهج التطعيم ضد فيروس كورونا المستجد، وأشار الدكتور كولفيلد أن الخطوة التالية هي البناء على النتائج الجديدة. ويخطط الباحثون لاختبار مجموعات من الأدوية لأجل الاقتران التآزري الذي يمكن أن يثبت فعاليته ضد الفيروس أكثر من أي مركب بمفرده.

وأضاف كولفيلد: “يمهد هذا الاكتشاف الطريق لتصميم الأدوية في المستقبل والتجارب ما قبل السريرية التي ستسمح بتسريع إيصال الأدوية المرشحة”.