اختراق علمي: الذكاء الصناعي يساعد في إنتاج أدوية أفضل

اختراق علمي: الذكاء الصناعي  يساعد في إنتاج أدوية أفضل
TT

اختراق علمي: الذكاء الصناعي يساعد في إنتاج أدوية أفضل

اختراق علمي: الذكاء الصناعي  يساعد في إنتاج أدوية أفضل


س: هل تعتقد أن الذكاء الصناعي سيحدث يوماً ما كشفاً علمياً يؤدي إلى إنتاج أدوية أفضل؟
ج: في الواقع؛ لقد حدث هذا بالفعل. وهناك مثال حديث رائع أطلق عليه «اكتشاف بنية البروتين (protein structure breakthrough)». ونحن نعلم أنه كثيراً ما جرى استخدام كلمة «اختراق» بإفراط، لكننا هنا استخدمناها في محلها.

بنية البروتين
البروتينات هي الشغيلة العاملة لكل خلية، وتعتمد طريقة عمل كل بروتين على شكله، حيث يحدث العديد من الأمراض بسبب عيوب في بروتينات معينة. ولتطوير دواء يستهدف بروتيناً معيباً، يستفيد العالم من معرفة شكل هذا البروتين.
تعدّ التقنيات المستخدمة تقليدياً لتحديد شكل البروتين بطيئة وصعبة. لكن على مدار 60 عاماً، أدرك العلماء أن هناك حلاً أسرع بكثير، وهو: إذا كنت تعرف بنية الجين المحدد الذي يصنع بروتيناً معيناً، فمن الناحية النظرية، يجب أن تكون قادراً على التنبؤ بشكل هذا البروتين. ولسوء الحظ، كانت بنية عدد قليل جداً من الجينات معروفة.
ورغم ذلك؛ طور العلماء في بداية السبعينات تقنيات لتحديد بنية الجينات. وبحلول أوائل القرن الحادي والعشرين، جرى تحديد بنية كل جين بشري والعديد من جينات الحيوانات. لكن العلماء ما زالوا يجتهدون لترجمة النظرية وتحويلها إلى ممارسة للتنبؤ بشكل البروتين من خلال بنية الجين المنتج له.
في حقبة التسعينات، دخل العلماء في سباق لاستخدام النماذج الرياضية وأجهزة الكومبيوتر لتحقيق هذا الهدف. وبمرور الوقت، تحسنت التوقعات إلى حد ما، لكنها ما زالت تعدّ سيئة. وفي عام 2018، انضمت شركة ذكاء صناعي مملوكة لشركة «غوغل» تسمى «ديب مايند» إلى المنافسة. كان أداء الشركة جيداً بشكل مذهل، لكنه لم يكن جيداً بما يكفي ليعدّ مفيداً. وبحلول نهاية عام 2020، أصبحت تنبؤات «ديب مايند» دقيقة. وكان السؤال التالي هو ما إذا كان برنامجها سريعاً بما يكفي لتحديد بنية العديد من البروتينات.

اختراق علمي
في الواقع؛ لم يكن معروفاً سوى عدد قليل جداً من هياكل البروتين. وبدءاً من 1 يوليو (تموز) 2021، حدد آلاف العلماء الذين عملوا لنحو قرن شكل نحو 30 في المائة فقط من 20 ألف بروتين بشري، وشكل 0.01 في المائة فقط من 280 مليون بروتين غير بشري. فهل يمكن لبرنامج شركة «ديب مايند» تحسين هذه الأرقام الكئيبة حقاً؟ في 22 يوليو (تموز) 2021، نشرت «ديب مايند» إجابتها، وأبلغت عن بنية متوقعة لـ98 في المائة من البروتينات البشرية، مقارنة بنسبة 30 في المائة فقط في 1 يوليو (تموز). وبحلول نهاية عام 2021، قالت الشركة إنها ستنشر شكل 50 في المائة من 280 مليون بروتين غير بشري، ارتفاعا من 0.01 في المائة. ولذلك نستطيع القول الآن إن ما حدث كان اختراقاً علمياً.
يختلف الخبراء حول مدى السرعة التي سيؤدي بها هذا التقدم الملحوظ إلى علاجات جديدة، وهو ما سنعلمه بمرور الوقت. ورغم ذلك، فإن هناك في الوقت الحالي شيئاً واحداً واضحاً، فقد أدى اقتران «تكنولوجيا المعلومات» بـ«علم الأحياء الحديث» إلى هذا الاكتشاف. قد يكون هذان المجالان من أهم الإنجازات الفكرية في القرن الماضي. ولقد حدث هذا بالفعل بفضل استثمار مجتمعاتنا العلم.
* رئيس تحرير «رسالة هارفارد الصحية» - خدمات «تريبيون ميديا»


مقالات ذات صلة

«فقيه» تختتم أعمال مؤتمرها الثالث باتفاقيات نوعية لمشروعات واعدة

عالم الاعمال «فقيه» تختتم أعمال مؤتمرها الثالث باتفاقيات نوعية لمشروعات واعدة

«فقيه» تختتم أعمال مؤتمرها الثالث باتفاقيات نوعية لمشروعات واعدة

اختتمت مجموعة «فقيه» للرعاية الصحية، الأربعاء، أعمال مؤتمرها السنوي الثالث، الذي عقد بمشاركة نخبة من الخبراء السعوديين والدوليين المتخصصين.

«الشرق الأوسط» (الرياض)
صحتك النوم خلال اليوم قد يشير إلى أنك معرّض لخطر أكبر للإصابة بالخرف (أرشيفية - رويترز)

النوم خلال اليوم قد يشير إلى ارتفاع خطر إصابتك بالخرف

إذا وجدت نفسك تشعر بالنعاس خلال اليوم، أثناء أداء أنشطتك اليومية، فقد يشير ذلك إلى أنك معرَّض لخطر أكبر للإصابة بالخرف، وفقاً لدراسة جديدة.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
يوميات الشرق جانب من «مؤتمر الطبّ التجميلي» الذي استضافته الرياض (الشرق الأوسط)

جراحات التجميل للرجال في السعودية... إقبالٌ لافت لغايات صحّية

احتلّت السعودية عام 2023 المركز الثاني عربياً في عدد اختصاصيي التجميل، والـ29 عالمياً، في حين بلغ حجم قطاع الطبّ التجميلي فيها أكثر من 5 مليارات دولار.

عبد الهادي حبتور (الرياض)
صحتك بعض الأطعمة يسهم في تسريع عملية الشيخوخة (رويترز)

أطعمة تسرع عملية الشيخوخة... تعرف عليها

أكدت دراسة جديدة أن هناك بعض الأطعمة التي تسهم في تسريع عملية الشيخوخة لدى الأشخاص بشكل ملحوظ، داعية إلى تجنبها تماماً.

«الشرق الأوسط» (روما)
الخليج النسخة السابقة من القمة شهدت توقيع 11 اتفاقية تعاون مع جهات عالمية (وزارة الحرس الوطني)

انطلاق «قمة الرياض العالمية للتقنية الحيوية الطبية» الثلاثاء

يرعى ولي العهد السعودي الأمير محمد بن سلمان النسخة الثالثة من «قمة الرياض العالمية للتقنية الحيوية الطبية» التي تنطلق أعمالها يوم الثلاثاء المقبل.

«الشرق الأوسط» (الرياض)

عوامل مؤثرة في صحة ميكروبات الأمعاء

عوامل مؤثرة في صحة ميكروبات الأمعاء
TT

عوامل مؤثرة في صحة ميكروبات الأمعاء

عوامل مؤثرة في صحة ميكروبات الأمعاء

كشفت دراسة حديثة نُشرت في مجلة البيئة العالمية Environment International في شهر أكتوبر (تشرين الأول) من العام الحالي لباحثين من فنلندا، عن تأثير عوامل الحياة المختلفة في تكوين البكتيريا المعوية المفيدة gut microflora أثناء فترة الطفولة المبكرة. وشملت هذه العوامل طريقة الولادة، والبيئة التي ينشأ فيها الطفل، ووجود أشقاء من عدمه، والتطعيمات المختلفة والمضادات الحيوية، وطريقة التغذية، وأيضاً عدد المساحات الخضراء المحيطة بالسكن.

ميكروبات الأمعاء

حدَّد الباحثون ثلاثة أهداف رئيسية للبحث الأول: معرفة إلى أي مدى يبلغ نضج ميكروبات الأمعاء أثناء مرحلة الرضاعة. والثاني: معرفة تأثير البيئة على تغيير مجتمع البكتيريا في الأمعاء في الرضاعة المبكرة والمتأخرة. والثالث: معرفة إلى أي مدى يوجد ارتباط بين مقاييس المساحات الخضراء السكنية وصحة ميكروبات أمعاء الرضع؛ لكي تكون نتائج الدراسة ملمة بكل الجوانب.

راجع الباحثون بيانات من دراسات طولية أُجريت في فنلندا لرصد خطوات النمو الصحي للأطفال (STEPS) من جوانب عدة. وضمت هذه الدراسات أمهات فنلنديات وسويديات ولدن أطفالهن بين عامي 2008 و2010 في مستشفى فنلندي معين (مستشفى جنوب غرب فنلنداHospital District of Southwest Finland).

كما شملت الدراسات أيضاً مجموعة فرعية من الرضع مشتقة من المجموعة الأصلية تمت متابعتهم بشكل دقيق جداً. وتم تقسيم الرضع المشاركين إلى مجموعات فرعية حسب فترات الرضاعة. وشملت المجموعة الأولى الرضاعة المبكرة التي تتراوح بين (0.5 و5 أشهر) والرضاعة المتأخرة التي تتراوح بين (11 و17 شهراً).

تضمنت البيانات كل ما يخص الرضع وأسرهم مثل حالة الأسرة الاجتماعية والاقتصادية والتركيبة السكانية للمنطقة التي تعيش فيها الأسرة (وجود أعراق عدة) بجانب السجلات الطبية والتاريخ المرضي للآباء وبشكل خاص الأمهات. وأيضاً تم جمع 1823 عينة براز من الرضع لتوصيف ميكروبات الأمعاء حسب تسلسلها وتم استخدام طرق حديثة في تحليل البراز لاستخراج الحمض النووي (دي إن إيه) لعائلات البكتيريا النافعة.

كما كانت هناك أيضاً بيانات إضافية عن جميع الظروف المحيطة بولادة الطفل، بداية من فترة الحمل وحتى انتهاء فترة الرضاعة من خلال البيانات الرسمية بجانب إجابة الآباء عن أسئلة عدة، مثل: هل تمت ولادة الطفل في الموعد المحدد لولادته؟ وهل كانت هناك مشاكل معينة في الحمل؟ وما هي الطريقة التي تمت بها الولادة... طبيعية أم قيصرية؟ وهل تم حجز الطفل في الحضانة بعد ولادته؟ ما هو وزن الطفل عند الولادة؟ طريقة الرضاعة وهل كانت طبيعية؟ في حالة استخدام اللبن الصناعي، ما هو نوع اللبن وهل كانت هناك حساسية من نوع معين؟ هل تناول الرضيع أي أدوية في مرحلة الرضاعة المبكرة؟ هل تناول الرضيع مضاداً حيوياً في الرضاعة المبكرة أو المتأخرة؟

وتم استخدام بيانات مركز تسجيل السكان في فنلندا لمعرفة الظروف البيئية لمسكن كل أسرة، بالإضافة إلى البيانات الخاصة بالمعلومات الجغرافية للمكان. وتقيم هذه المعلومات نسبة الغطاء النباتي السكني لكل أسرة مقارنة بعدد السكان ومساحة الأرض الكلية، وأيضاً معلومات عن المساحات الخضراء في منطقة الجوار لأسرة كل رضيع والأماكن المفتوحة المحيطة بمكان السكن.

عوامل تشكيل الميكروبات

وأظهرت التحليلات التي تناولت العوامل المؤثرة على تكوين أمعاء الرضع أن العمر هو العامل الرئيسي في تشكيل الميكروبات المعوية. وفي مرحلة الرضاعة المبكرة من عمر الطفل هناك نوع معين من البكتيريا Actinobacteriota يكون هو السائد بنسبة (54 في المائة)، أما في مرحلة الرضاعة المتأخرة فيسود نوع آخر من البكتيريا؛ ما يسلط الضوء على أن عامل العمر فقط كان مسؤولاً عن نحو 9 في المائة من تنوع واختلاف أنواع البكتيريا.

وقال الباحثون إن الدراسات السابقة تعاملت مع الفئة العمرية من عمر يوم وحتى ثلاث سنوات على أنها فئة عمرية واحدة. لكن حسب الدراسة الحالية، هناك فرق واضح بين الرضاعة المبكرة حتى عمر 5 أشهر والرضاعة المتأخرة حتى عمر عام ونصف العام. ولذلك؛ تجب على الأبحاث المستقبلية مراعاة الفئات العمرية في نماذج الدراسة التي تركز على الرضع.

أظهرت النتائج أن تجمعات الميكروبات المعوية لدى الرضع ارتبطت بشكل كبير بطريقة الولادة ووجود أشقاء وعمر الأم. وفي المقابل، كانت العوامل الأقل ارتباطاً بتنوع ميكروبات الأمعاء هي: دخل الأسرة والرضاعة الطبيعية وتعرُّض الأم للمضادات الحيوية في فترة ما قبل الولادة مباشرة بجانب الوقت الذي يقضيه الطفل في الهواء الطلق.

في مرحلة الرضاعة المبكرة كانت طريقة الولادة (سواء قيصرية أو طبيعية) مسؤولة عن 0.5 في المائة من التنوع في مجتمع ميكروبات الأمعاء وانخفضت تدريجياً إلى 0.3 في المائة فقط في مرحلة الرضاعة المتأخرة. واللافت للنظر أن عامل وجود الأشقاء أصبح أكثر أهمية من أي عامل آخر مع الوقت، حيث تزايدت نسبة تنوع الميكروبات المعوية من 0.5 في المائة فقط في مرحلة الرضاعة المبكرة إلى 0.7 في المائة في الرضاعة المتأخرة. وبشكل عام ارتبط وجود الأشقاء بزيادة اختلاف ميكروبات الأمعاء (ظاهرة صحية) في كلتا الفئتين العمريتين.

ولعبت المساحات الخضراء دوراً مهماً في تباين الميكروبات المعوية في مرحلة الرضاعة المتأخرة، بينما لعبت دوراً أقل أهمية في الفئة العمرية الأصغر، وربما يكون ذلك بسبب بقاء الرضع في المنازل المغلقة معظم الوقت في المراحل الأولى من الحياة بسبب الخوف عليهم نظراً لضعف مناعتهم ما يوضح الأهمية الكبيرة للتواجد بجوار المساحات الخضراء ليس على الجهاز التنفسي فقط، لكن أيضاً على أجهزة الجسم الداخلية ومنها ميكروبات الأمعاء.

* استشاري طب الأطفال