يقول الباحثون إن أداة الذكاء الاصطناعي الجديدة يمكن أن تجعل اللقاحات المستقبلية “مقاومة للتنوع”.
يقول الباحثون إن أداة الذكاء الاصطناعي الجديدة يمكن أن تجعل اللقاحات المستقبلية “مقاومة للتنوع”.
يمكن لأداة الذكاء الاصطناعي الجديدة التي تتنبأ بالطفرات الفيروسية أن توجه علاجات كوفيد-19 والوباء القادم.
تم تطوير النظام، المسمى EVEscape، في كلية الطب بجامعة هارفارد وجامعة أكسفورد. وفي الاختبارات، تنبأت الأداة بدقة بالمتغيرات الأكثر إثارة للقلق والمتكررة لفيروس SARS-CoV-2 الذي ظهر أثناء الوباء.
دراسة نشرت الاسبوع الماضي في طبيعة كشفت عن مجموعة من النتائج الواعدة. أثبتت توقعات EVEscape أنها أكثر دقة من الأساليب التجريبية، في حين أنها أسرع وأكثر كفاءة من الاختبارات المعملية. كما نجحت الأداة أيضًا في تحديد العلاجات التي قد تكافح من أجل إخضاع المتغيرات الجديدة.
وقد بدأت هذه التوقعات بالفعل في توجيه جهود مراقبة الجائحة. منذ أكثر من عام، ظل الباحثون يطلقون سراحهم التصنيف كل أسبوعين من أكثر سلالات SARS-CoV-2 الجديدة إثارة للقلق. تتم مشاركة النتائج مع مجموعات بما في ذلك منظمة الصحة العالمية (WHO).
<3 من تكنولوجيا الاتحاد الأوروبي
أحدث التذمر من المشهد التكنولوجي في الاتحاد الأوروبي، وقصة من مؤسسنا الحكيم بوريس، وبعض فنون الذكاء الاصطناعي المشكوك فيها. إنه مجاني، كل أسبوع، في بريدك الوارد. أفتح حساب الأن!
وقال باسكال نوتين، الباحث في جامعة أكسفورد الذي شارك في تأليف الدراسة، لـ TNW: “لا تزال هناك الآلاف من السلالات الجديدة تظهر كل شهر، والكثير منها لا يمكن اختباره تجريبيا”. “يسمح لنا EVEscape بتحديد مستوى التهديد للسلالات الجديدة بسرعة.”
استخدم نوتين وزملاؤه أيضًا EVEscape للتنبؤ بنجاح بطفرات فيروس نقص المناعة البشرية والأنفلونزا. وهم الآن يختبرون الأداة على كائنات أقل شهرة والتي يمكن أن تسبب أيضًا أوبئة، مثل Nipah وLassa.
في المستقبل، يتصور الباحثون أن EVEscape هو الذي سيشكل تصميم اللقاح. وفي الوقت الحاضر، يتم اختبار اللقاحات والعلاجات بأثر رجعي ضد الطفرات الوبائية السابقة.
يمكن لـ EVEscape إضافة تقييمات حول المكان الذي يمكن أن ينتقل إليه الفيروس بعد ذلك. وهذا يوفر الأمل في علاج جديد قوي: اللقاحات المقاومة للتنوع.
كيف يتنبأ EVEscape بطفرات الفيروس
تعتمد الأداة الجديدة على نموذج توليدي يسمى حواء (النموذج التطوري للتأثير المتغير).
في البداية، تم تطوير EVE للتنبؤ بمخاطر الطفرات الجينية المسببة للأمراض البشرية، مثل السرطان. عندما أثبت كوفيد-19 مهارته بشكل مثير للقلق في التحور بما يتجاوز قيود العلاجات، قام الباحثون بتكييف نموذجهم مع SARS-CoV-2.
تتمتع النماذج التوليدية بنقاط قوة فريدة لهذه الوظيفة. أحد الجوانب الرئيسية للتنبؤ بالطفرات التي ستتهرب من المناعة هو ما إذا كانت ستحافظ على ما يسمى “لياقة” البروتين الفيروسي. تؤدي هذه اللياقة إلى بروتين وظيفي يعبر عن مستقبل الخلية المضيفة ويطويها ويرتبط بها.
وقال نودين: “إن النماذج التوليدية المدربة على التسلسل التطوري مفيدة بشكل حاسم في دعم هذا التنبؤ”.
للقيام بالتنبؤات، يتم تدريب EVE على تعلم أ تمثيل مدمج ل تأكيد تسلسلات البروتين. وقد حافظت هذه التسلسلات على لياقتها على مدى آلاف إلى ملايين السنين من التطور.
وأوضح نودين: “من خلال القيام بذلك، يجب أن تتعلم ضمنيًا القيود البيوكيميائية التي تحدد التسلسل الوظيفي”. “يمكننا لاحقًا الاستفادة من هذا الفهم للتنبؤ بما إذا كانت الأشكال المتحورة الجديدة للبروتين – سواء كانت بروتينات بشرية أو فيروسية – ستكون فعالة بنفسها.”
معركة الذكاء الاصطناعي المستقبلية ضد الفيروسات
تنبع قدرة EVEscape على التكيف من بساطته. تتعلم الأداة من مجموعة بيانات تتألف من تسلسلات البروتين الفيروسي وبنيتها فقط. ونتيجة لذلك، يمكن تطبيقه على أي فيروس وفي بداية الوباء.
وقال نودين: “يعد هذا تحسنًا كبيرًا مقارنة بالطرق التي تحتاج عادةً إلى انتظار إتاحة الأجسام المضادة للوباء ذات الصلة على نطاق واسع للاختبار”.
هناك سلسلة أخرى لقوس EVEscape وهي تصميمه المعياري. عندما تظهر نماذج توليدية أكثر قوة، يمكن استبدال نماذج التنبؤ باللياقة البدنية الحالية بسرعة.
لقد أدى فيروس كورونا (COVID-19) أيضًا إلى توسيع الاستخدامات المحتملة لـ EVEscape. تلقد قدم الوباء دروسًا مهمة حول تنبؤات الذكاء الاصطناعي – ومجموعة هائلة من البيانات. مع تلك الثروة المعلومات، يمكن لـ EVEscape تقديم تنبؤات دقيقة بشكل مدهش حول الفيروسات التي لم تتم دراستها والتي لدينا بيانات نادرة عنها. ويمكن أن يكون ذلك ذا قيمة كبيرة في حالات تفشي المرض في المستقبل.