توسعه‌ی ربات دانشمند Eve برای صرفه‌جویی در زمان و هزینه‌ی تولید دارو

[Yamna 1 17,420]

داروسازی مدرن از شگفتی‌های عصر ماست، اما توسعه‌ی آنها سال‌ها با صرف هزینه بدست آمده است. برای کوتاه‌تر کردن زمان توسعه و کاهش هزینه‌ی مصرفی، دانشمندان دانشگاه کمبریج و منچستر به ساخت Eve اقدام کرده‌اند، یک ربات دانشمند هوش مصنوعی که نه تنها سریع‌تر و ارزان‌تر از همتای انسانی خود است، بلکه همچنین دارای ترکیباتی برای شناسایی و مقابله با بیماری مالاریا می‌باشد.

بر اساس اعلام دانشگاه کمبریج، تحقیقات دارویی در یک تنگنای وحشتناک قرار گرفته است. حدود ده سال و یک میلیارد دلار برای ساخت داروی جدید مورد نیاز است، زمانی که طی آن بیماران بسیاری درد می‌کشند و پول زیادی باید خرج شود. به همین دلیل است که داروهای بسیاری از بیماری‌ها مانند مالاریا و داروهای خاص، بسیار کمیاب هستند.

 

 

 

 

پرفسور استیو الیور از مرکز سیستم‌های بیولوژی کمبریج و بخش بیوشیمی از همین دانشگاه، می‌گوید: “چشم‌پوشی از بیماری‌های خطرناک بسیار آسیب‌رسان است، و هر ساله این نوع بیماری‌ها صدهامیلیون‌ نفر را در سطح جهان آلوده کرده و موجب مرگ‌و‌میر میلیون‌ها نفر می‌شوند. ما از منشا و دلیل این بیماری‌ها خبر داریم و قادر به مقابله با این انگل‌ها با داروهای مولکولی کوچک هستیم. اما هزینه و سرعت توسعه‌ و تولید دارو و سود اقتصادی آن، موجب عدم جذابیت و کاربرد آنها در صنعت داروسازی شده است.”

یکی از شیوه‌های تست دارو، شیوه‌ی “استفاده‌ی ناشیانه” یا آزمون و خطا است که در آن هر ترکیب و هر گونه‌ای تا زمان پیدا کردن موثرترین مورد، تست و آزمایش می‌شوند. این شیوه عملی است اما بسیار زمان‌بر می‌باشد و حتی سریع‌ترین شیوه‌ی آن هم قادر به تطبیق با مشکلات ساده است.

جایگزین سریع‌تر و ارزان‌تر، ربات‌هایی با هوش مصنوعی هستند که نه تنها قادر به انجام آزمایشات معمولی بر روی داروها باشند، بلکه بتوانند به توسعه، آزمایش و ترمیم فرضیه‌ها و تامین داده‌ها و نتایج اقدام کنند. در این بخش است که نام Eve به میان می‌آید.

Eve مبتنی بر ربات Adam است، ربات توسعه داده شده در سال 2009 توسط دانشگاه‌های Aberystwyth و کمبریج. این ربات می‌تواند تست‌های اولیه را به صورت خودکار انجام داده و به وسیله‌ی یک مجموعه از تست‌ها طراحی شده و قادر به تست‌ و نظارت ماشینی با هزینه‌ی کم و قابلیت انجام 10000 تست در روز است. Eve به جای تکیه بر شیوه‌ی تست آزمون و خطا بر روی تمامی ترکیبات موجود، یک زیرمجموعه‌ی تصادفی از ترکیبات را انتخاب کرده، آنها را چندین بار مورد آزمایش قرار می‌دهد تا نتایج نادرست را از بین ببرد. نتایج مثبت سپس با استفاده از آمار و یادگیری ماشین تحلیل می‌شوند تا ساختارهای مولکولی کوچک که احتمالا نتایج بهتری را ارائه می‌دهند، پیش‌بینی شوند.

پرفسور الیور در مورد این ربات چنین توضیح داده است: ” Eve از هوش مصنوعی خود برای یادگیری موفقیت‌های اولیه در مشاهداتش استفاده کرده و ترکیباتی را انتخاب می‌نماید که دارای بیشترین احتمال فعالیت در برابر داروهای مورد نظر باشند. یک سیستم نظارت هوشمند مبتنی بر مهندسی ژنتیک، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ویژگی به Eve امکان مستثنی کردن ترکیبات سمی برای سلول‌ها را داده و به این ترتیب ربات می‌تواند ترکیباتی را که عملکرد انگل را متوقف می‌نماید در عین اینکه بر پروتئین‌های انسانی تاثیری ندارد، انتخاب کند. این شیوه موجب کاهش هزینه، عدم قطعیت، و زمان تست دارو می‌شود و دارای پتانسیل بهبود زندگی میلیون‌ها فرد در سراسر جهان است.”

گروه تحقیقاتی، Eve را با تست مولکول‌هایی از انگل مالاریا، انگل شاگاس و شیستوزومیاز مورد آزمایش قرار داد و نتایج را با 1500 ترکیب مقایسه نمود. یکی از نتایج جالب این است که ترکیبی که به عنوان داروی ضدسرطان عمل می‌کند، از خود DHFR را نشان داده است – یک مولکول انگل مالاریا.

پرفسور راس کینگ از موسسه‌ی بیوتکنولوژی منچستر می‌گوید: “با وجود تلاش‌های زیاد، کسی قادر به یافتن داروی ضدمالاریا که HDFR را هدف قرار دهد و همچنین گذر از تست‌های کلینیکی، نشده است. کشف Eve می‌تواند بسیار مهم‌تر از تنها یک رویکرد جدید برای توسعه‌ی دارو باشد.”

گروه تحقیقات اعلام کرده‌اند که Eve در حال حاضر دارای قابلیت درهم آمیختن ترکیبات نیست، اما این ویژگی‌ به نسخه‌های آینده‌ی این ربات افزوده خواهد شد. نتایج تحقیقات این گروه در ژورنال Interface منتشر شده است.