عندما تم الكشف عن AlphaFold من Google DeepMind في العام 2020، تم الترحيب ببرنامج التنبؤ ببنية البروتين الجديد باعتباره إنجازًا يمكن أن يكون بمثابة رصاصة سحرية للتكاليف المرتفعة ومعدلات الفشل في اكتشاف الأدوية وتطويرها.
يستخدم AlphaFold شبكة عصبية عميقة من طرف إلى طرف مدربة على إنتاج هياكل البروتين من تسلسلات الأحماض الأمينية، ومحاذاة التسلسلات المتعددة، والبروتينات المتماثلة.
للاستفادة من نجاح هذا البرنامج الجديد، بعد حوالي عامين فقط من إطلاقه، أعلنت شركة Isomorphic التابعة لشركة DeepMind عن صفقتين لاكتشاف الأدوية، بقيمة 3 مليارات دولار لكل منهما، مع Eli Lilly وNovartis.
في وقت سابق من هذا العام، توجهت شركة NVIDIA العملاقة للمعالجات الدقيقة أيضًا أولاً إلى الذكاء الاصطناعي لاكتشاف الأدوية، حيث قامت باستثمارات كبيرة وصفقات مع شركات رائدة مثل Recursion Pharmaceuticals وGenentech.
تتوافق كل هذه التطورات في مجال الذكاء الاصطناعي مع اتجاه رئيسي: "إن الصناعة بأكملها تتمحور حول الطب الدقيق"، كما قال ألبان دي لا سابليير لـ Inside Precision Medicine. وهو الرئيس التنفيذي للعمليات في شركة Owkin، التي تستخدم الذكاء الاصطناعي المبني على بيانات المرضى لتسريع التجارب السريرية.
"لقد فشلت الكثير من الأدوية لأن الشركات كانت تسعى إلى الوصول إلى الطفرة السادسة في المليون ولم يكن لها تأثير كبير. إن دفع الأصول إلى الأمام، ولكن في مجموعة فرعية أصغر باستخدام الذكاء الاصطناعي مع البيانات الصحيحة أمر منطقي أكثر.
يعد الإصدار الأحدث من AlphaFold أفضل من الإصدار الأول، وهناك سبب وجيه لتوقع أن يكون هذا التقدم تحويليًا. قالت سارة تيشمان، FMedSci، FRS، قائدة المجموعة في مجال البحث والتطوير في مجال الأدوية والتكنولوجيا الحيوية: "إن تطبيق AlphaFold على اكتشاف الأدوية هو أمر مباشر للغاية، لأن التنبؤ ببنية البروتينات الكروية القابلة للذوبان، أو مناطق البروتينات، مفيد في العديد من النقاط على طول خط أنابيب البحث والتطوير في مجال الأدوية والتكنولوجيا الحيوية". علم الوراثة الخلوية في معهد ويلكوم سانجر.
أظهر تقرير مجموعة بوسطن الاستشارية (BCG) الصادر في (فبراير) 2022 أنه من بين 20 شركة لاكتشاف الأدوية القائمة على الذكاء الاصطناعي، كان هناك حوالي 15 مرشحًا في التجارب السريرية. وقد وصل ثمانية من المرشحين إلى مرحلة التجارب السريرية في غضون 10 سنوات من اكتشافهم. وأظهر تقرير آخر لمجموعة BCG، نُشر في يونيو 2022 وتمت صياغته بالتعاون مع Wellcome، أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يحقق وفورات في الوقت والتكلفة بنسبة 25-50 % على الأقل في مرحلة اكتشاف الأدوية.
إن الذكاء الاصطناعي يعزز مجال الاكتشاف بعد أن كان العلماء يقضون عامين أو ثلاثة أعوام لتحديد البنية ثلاثية الأبعاد للبروتين، الآن يمكن القيام بذلك لجميع البروتينات تقريبًا في غضون دقائق، وذلك بفضل التقدم في الذكاء الاصطناعي. وحتى البروتينات الجديدة، غير الموجودة في الطبيعة، والتي لم يتم تصورها من قبل، يمكن الآن إنشاؤها.
من خلال تغذيته بتسلسلات وهياكل حوالي 100000 بروتين معروف. يمكن للإصدار الأخير الآن إنشاء تنبؤات لجميع الجزيئات تقريبًا في بنك بيانات البروتين، وهو أكبر قاعدة بيانات مفتوحة الوصول للجزيئات البيولوجية في العالم. تم الإبلاغ عن أن الخوارزمية تصل في كثير من الأحيان إلى الدقة الذرية.
لكن التحديات الكبيرة ما تزال تواجه الذكاء الاصطناعي. وقال دي لا سابليير: "لقد أثبتت شركات مثل Exscientia وInsilico أنه يمكنك تسريع دورة الدواء". وهو يعتقد أن استخدام مطوري أدوية الذكاء الاصطناعي يمكن أن يقلل ما لا يقل عن سنة إلى سنتين من كل مرحلة من مراحل اكتشاف الأدوية وتطويرها. وأشار إلى أن اختيار المرضى المناسبين للدراسة هو أمر أساسي. في أمراض القلب، على سبيل المثال، من الصعب جدًا توقع الأشخاص الأكثر عرضة للخطر لدعم الدراسة بشكل صحيح. وقال إن هدف شركات الأدوية الكبرى هو خفض 40 % من دورة اكتشاف الأدوية.
وقال جان فيليب فيرت الرئيس التنفيذي للبحث والتطوير في أوكين: "الشيء المثير للاهتمام هو أنه يمكنك تدريب خوارزمية مسبقًا على الكثير من البيانات واستخدامها لحل المشكلات مع مجموعات البيانات الأصغر".
تعمل مجموعة كبيرة من الأدوات والإستراتيجيات الأخرى على تعزيز نمو هذا المجال. كانت العشرات من شركات اكتشاف أدوية الذكاء الاصطناعي موجودة منذ عقد من الزمن على الأقل، مدعومة بمجموعة جيدة من التمويلات والصفقات الجديدة.
على سبيل المثال، وقعت شركة Insilico صفقة في العام الماضي مع شركة Sanofi بقيمة تصل إلى 1.2 مليار دولار لتطوير الأدوية المرشحة لتحقيق ما يصل إلى ستة أهداف جديدة.
"على الرغم من وجود الكثير من الشكوك من قبل شركات الأدوية تجاه إمكانات الذكاء الاصطناعي خلال الأيام الأولى لشركة Insilico، فقد أضافت معظمها الآن قدرات الذكاء الاصطناعي إلى عمليات البحث والتطوير الخاصة بها. حتى أن بعض الشركات مثل سانوفي جعلت الآن الذكاء الاصطناعي جزءًا أساسيًا من إستراتيجيتها.
* الصيدلي/ إبراهيم علي أبو رمان
وزارة الصحة
اقرأ أيضاً:
تجارب تؤكد قدرة الذكاء الاصطناعي على إنتاج الأدوية
