آغاز پروژه بزرگ بریتانیا برای مقابله با سوپرباگ‌ها با هوش مصنوعی؛ سرمایه‌گذاری ۴۵ میلیون پوندی

نبرد سوپرباگ‌ها و سوپرکامپیوترها

بریتانیا با راه‌اندازی بزرگترین پروژه خود در زمینه آنتی‌بیوتیک‌ها، نبرد علمی جدیدی را علیه «پاندمی خاموش» عفونت‌های مقاوم به درمان آغاز کرده است؛ این طرح ۴۵ میلیون پوندی از هوش مصنوعی (AI) برای کشف سریع‌تر داروهای جدید و مقابله با سوپرباگ‌ها استفاده خواهد کرد.

این پروژه که با همکاری «ابتکار فلمینگ» و شرکت دارویی GSK انجام می‌شود، نبردی تمام‌عیار بین سوپرباگ‌ها و سوپرکامپیوترهاست. هدف اصلی این طرح تسریع در کشف آنتی‌بیوتیک‌های جدید و ارائه روش‌های نوین برای از بین بردن سایر تهدیدات، از جمله عفونت‌های قارچی کشنده است. استفاده بیش از حد از آنتی‌بیوتیک‌ها، باکتری‌ها را به سمت تکامل و مقاومت سوق می‌دهد، به همین دلیل کشف داروهای جدید یک اولویت حیاتی محسوب می‌شود.

این همکاری با سرمایه‌گذاری ۴۵ میلیون پوندی در شش حوزه تحقیقاتی مختلف انجام خواهد شد. دکتر اندرو ادواردز از امپریال کالج لندن این طرح را «بزرگترین سرمایه‌گذاری واحد در یک پروژه آنتی‌بیوتیک در بریتانیا» دانست که از آن مطلع است.

ابعاد «پاندمی خاموش» و هدف‌گذاری هوش مصنوعی

عفونت‌های مقاوم به دارو به عنوان یک مشکل رو به رشد و یک «پاندمی خاموش» شناخته می‌شوند. تخمین زده می‌شود که سوپرباگ‌ها سالانه به طور مستقیم باعث مرگ حدود یک میلیون نفر در سراسر جهان می‌شوند و در مرگ میلیون‌ها نفر دیگر نیز نقش دارند. پیش‌بینی می‌شود این ارقام همچنان رو به افزایش باشد.

تمرکز بر باکتری‌های گرم-منفی

دکتر ادواردز هوش مصنوعی را بر روی گروه دشواری از عفونت‌ها به نام باکتری‌های گرم-منفی متمرکز خواهد کرد. این گروه شامل باکتری‌های شناخته‌شده‌ای مانند ای.کولی (E. coli) و کلبسیلا پنومونیه (Klebsiella pneumoniae) است.

این گونه‌ها دارای یک لایه بیرونی اضافی هستند که از آن برای کنترل ورود و خروج مواد به باکتری استفاده می‌کنند. گونه‌های گرم-منفی می‌توانند از ورود آنتی‌بیوتیک‌ها جلوگیری کرده و یا داروهایی را که به داخل نفوذ می‌کنند، به سرعت بیرون پمپاژ کنند؛ این ویژگی درمان آن‌ها را بسیار سخت می‌کند.

استفاده از داده‌ها برای شکستن کد مقاومت

تیم تحقیقاتی آزمایش‌هایی را با استفاده از مولکول‌هایی با ساختارهای شیمیایی مختلف انجام خواهند داد و ثبت می‌کنند که چه موادی می‌توانند به داخل این باکتری‌ها نفوذ کرده و در آنجا باقی بمانند. سپس این داده‌ها به هوش مصنوعی داده می‌شود تا بیاموزد که یک آنتی‌بیوتیک برای ماندگاری در باکتری گرم-منفی به چه ویژگی‌هایی نیاز دارد.

دکتر ادواردز در این باره می‌گوید: «هوش مصنوعی که امروز به طور معمول استفاده می‌شود، بر اساس مجموع اطلاعات اینترنت ساخته شده است؛ پاسخ‌ها را از هیچ تولید نمی‌کند. اگر می‌خواهید پیشرفت کنید، باید داده داشته باشید.»

هدف این است که تحقیقاتی که انجام دستی آن‌ها سال‌ها طول می‌کشد، به یک کار ساده برای کامپیوتر تبدیل شود. پس از شکستن کد شیمیایی، هوش مصنوعی دانشمندان را راهنمایی خواهد کرد که چگونه آنتی‌بیوتیک‌های بالقوه را اصلاح کنند تا از دفاعیات ارگانیسم عبور کنند.

دکتر ادواردز به مواردی اشاره کرد که در درگیری‌های اوکراین رخ داده و در آنجا عفونت‌ها با هیچ آنتی‌بیوتیکی قابل درمان نبوده‌اند.

«این بدان معناست که اندام‌ها باید قطع شوند. من می‌گویم این یک نگاه اجمالی به آینده است، اما همین الان در حال وقوع است و فکر وحشتناکی است.»

او در پاسخ به این سوال که آیا هوش مصنوعی می‌تواند از تکامل باکتری‌ها پیشی بگیرد، گفت: «اگر بتوانیم چند آنتی‌بیوتیک خوب به دست آوریم، دوباره در موضع برتر قرار خواهیم گرفت و فکر می‌کنم می‌توانیم اوضاع را تحت کنترل نگه داریم.»

هشدار فلمینگ و فراتر از باکتری‌ها

«ابتکار فلمینگ» به افتخار الکساندر فلمینگ، کاشف پنی‌سیلین در سال ۱۹۲۸، نامگذاری شده است. فلمینگ حتی ۸۰ سال پیش، زمانی که جایزه نوبل را دریافت کرد، نسبت به خطرات مقاومت هشدار داده بود.

آلیسون هولمز، مدیر ابتکار فلمینگ، آنتی‌بیوتیک‌ها را «یکی از بزرگترین منابع بهداشتی که به هدر رفته است» خواند و تأکید کرد که همه ما باید به این فکر کنیم که چقدر مدیون آنتی‌بیوتیک‌ها هستیم.

این همکاری همچنین از هوش مصنوعی مانند یک پیش‌بینی‌کننده آب و هوا برای پیش‌بینی چگونگی ظهور و گسترش سوپرباگ‌ها استفاده خواهد کرد. علاوه بر این، این پروژه فراتر از باکتری‌ها را هدف قرار داده و از هوش مصنوعی برای مقابله با افزایش عفونت‌های قارچی کشنده، از جمله کپک آسپرژیلوس، استفاده می‌کند.

تونی وود، مدیر ارشد علمی GSK، اظهار داشت:

• «ما رویکردهای جدیدی را برای کشف آنتی‌بیوتیک‌های نوین باز خواهیم کرد.»
• «ما توسعه مقاومت را پیش‌بینی و از آن پیشی خواهیم گرفت تا درمان و پیشگیری از عفونت‌های جدی را متحول کنیم.»

داده‌های اخیر بریتانیا نشان می‌دهد که تقریباً ۴۰۰ عفونت جدید مقاوم به آنتی‌بیوتیک هر هفته در این کشور شناسایی می‌شود. محققان در ایالات متحده و کانادا نیز پیش‌تر استفاده از هوش مصنوعی را برای طراحی آنتی‌بیوتیک‌ها از ابتدا برای هدف قرار دادن باکتری‌های مقاوم به دارو مانند سوزاک آغاز کرده‌اند.