هوش مصنوعی آنتی‌بادی‌هایی غیر قابل تصور می‌سازد

شرکت «LabGenius» واقع در جنوب لندن، در حال ایجاد یک رویکرد انقلابی و مبتنی بر هوش مصنوعی در پزشکی برای مهندسی آنتی بادی های جدید است.

در طبیعت، آنتی بادی ها به عنوان پاسخ بدن به بیماری وارد عمل می‌شوند و به عنوان نیروهای خط مقدم سیستم ایمنی عمل می‌کنند. آن‌ها رشته‌های پروتئینی هستند که به شکل خاصی برای چسبیدن به مهاجمان خارجی ساخته شده‌اند تا بتوانند آن‌ها را از بین ببرند. از دهه ۱۹۸۰ میلادی، شرکت‌های داروسازی، آنتی‌بادی‌های مصنوعی را برای درمان بیماری‌هایی مانند سرطان و کاهش احتمال رد اعضای پیوندی می‌سازند.

اما طراحی این آنتی‌بادی‌ها برای انسان فرآیندی کاملا زمان‌بر است. در واقع طراحان پروتئین باید از میان میلیون‌ها ترکیب بالقوه آمینو اسیدها عبور کنند تا آن‌هایی را که دقیقا به روش درست به هم جفت می‌شوند را بیابند و سپس همه آن‌ها را به صورت تجربی آزمایش کنند. دکتر جیمز فیلد، موسس و مدیرعامل شرکت LabGenius می‌گوید: «اگر می‌خواهید یک آنتی‌بادی درمانی جدید ایجاد کنید، باید در بین فضایی نامتناهی از مولکول‌های بالقوه، مولکولی را که می‌خواهید پیدا کنید.»

کشف خودکار آنتی بادی

اما LabGenius با استفاده از توالی‌یابی DNA، محاسبات و دانش روباتیک، فرآیند کشف آنتی‌بادی را تا حد زیادی خودکار می‌کند. محققان در این آزمایشگاه، با یک الگوریتم یادگیری ماشینی (ماشین لرنینگ) آنتی‌بادی‌هایی را برای هدف قرار دادن بیماری‌های خاص طراحی می‌کنند و سپس سیستم‌های رباتیک خودکار، آن‌ها را در آزمایشگاه ساخته و رشد می‌دهد؛ سپس محققان آزمایش‌ها را اجرا می‌کنند و داده‌ها را به الگوریتم برمی‌گردانند، اما همه این موارد با نظارت محدود انسانی انجام می‌شود.

دانشمندان با جستجو و شناسایی آنتی‌بادی‌های بالقوه برای مقابله با یک بیماری خاص شروع می‌کنند. آن‌ها به پروتئین‌هایی نیاز دارند که بتواند بین سلول‌های سالم و بیمار تمایز قائل شود، به سلول‌های بیمار بچسبد و سپس یک سلول ایمنی را برای از بین بردن سلول‌های بیمار تولید کند. اما این پروتئین‌ها می‌توانند در هر جایی از فضای نامحدود گزینه‌های ممکن قرار گیرند.

LabGenius یک مدل یادگیری ماشینی توسعه داده است که می‌تواند آن گزینه‌های ممکن را بسیار سریعتر و موثرتر کشف کند. فیلد می‌گوید: «شما فقط یک نمونه از یک سلول بیمار را وارد سیستم می‌کنید، سپس به سیستم اجازه می‌دهید طرح‌های مختلف «آنتی‌بادی» را بررسی کند.»

این مدل بیش از ۷۰۰ گزینه اولیه را از بین ۱۰۰ هزار آنتی‌بادی بالقوه انتخاب می‌کند و سپس به طور خودکار آن‌ها را طراحی کرده، می‌سازد و آزمایش می‌کند.

هوش مصنوعی در پزشکی
جیمز فیلد، بنیانگذار و مدیر عامل LabGenius

آزمایش‌ها کاملا خودکار هستند و مجموعه‌ای از تجهیزات پیشرفته در تهیه نمونه‌ها و اجرای آن‌ها در مراحل مختلف فرآیند نقش دارند. آنتی‌بادی‌ها بر اساس توالی ژنتیکی خود رشد می‌کنند و سپس روی آزمایش‌های بیولوژیکی آزمایش می‌شوند. انسان ها بر این فرآیند نظارت دارند، اما وظیفه آن‌ها عمدتا انتقال نمونه‌ها از یک ماشین به ماشین دیگر است.

فیلد می‌گوید: «وقتی نتایج تجربی اولین مجموعه از ۷۰۰ مولکول را داشته باشید، این اطلاعات به مدل بازگردانده می‌شود تا دوباره اصلاح شوند. به عبارت دیگر، الگوریتم شروع به بررسی تاثیر آنتی‌بادی‌های مختلف می‌کند و با دور بعدی طراحی آنتی‌بادی، نتیجه حاصل، بهتر و بهتر می‌شود.

فیلد می‌گوید: «یکی از چالش‌های مهندسی پروتئینی، این است که به محض اینکه چیزی را پیدا کردید که کمی درست عمل می‌کند، تمایل دارید تعداد بسیار زیادی تغییرات بسیار کوچک در آن مولکول ایجاد کنید تا ببینید آیا می‌توانید آن را بیشتر اصلاح کنید یا خیر. این ترفندها ممکن است یک ویژگی را بهبود بخشد؛ اما تأثیر مخربی بر بسیاری از ویژگی‌های دیگر آن خواهد گذاشت.

هوش مصنوعی چیست ؟ (کامل‌ترین راهنمایی به زبان ساده)
بخوانید

رویکرد LabGenius راه‌حل‌های غیرمنتظره‌ای را ارائه می‌کند که ممکن است انسان‌ها به آن حتی فکر هم نکرده باشند. همه فرایندهایی که هوش مصنوعی در پزشکی به این محققان کمک می‌کند، فقط شش هفته طول می‌کشد. فیلد می‌گوید: «این رویکرد خودکار را می‌توان در سایر اشکال کشف دارو نیز اجرا کرد و فرآیند طولانی و صنعتی کشف را به کاری ساده‌تر تبدیل کرد.»

امتیازی به این نوشته بدهید
منبع www.wired.com
ممکن است شما دوست داشته باشید
اشتراک در
اطلاع از
guest

0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها
0
افکار شما را دوست داریم، لطفا نظر دهید.x