ثورة جديدة في تطوير الأدوية بواسطة الذكاء الاصطناعي

النقاط الرئيسية

الذكاء الاصطناعي في صناعة الأدوية

يُوصف الذكاء الاصطناعي بأنه **فرصة لا تتكرر إلا مرة واحدة في القرن** بالنسبة لصناعة الأدوية، حيث دخل أخيرًا مجال تصنيع وتطوير صناعة الأدوية في الشركات الطبية العالمية.

وفقًا لشركة الاستشارات ماكينزي آند كومباني، فإن معظم الاستخدامات التجارية المبكرة للذكاء الاصطناعي التوليدي، الذي يمكنه إنتاج كل شيء بدءًا من الشعر إلى برامج الكمبيوتر، كانت للمساعدة في التخلص من العمل الشاق في المهام المكتبية الروتينية ونهج خدمة العملاء وكتابة التعليمات البرمجية.

استفادة من التكنولوجيا

تستفيد الشركات الطبية من التكنولوجيا الجديدة – التي تتعلم من كميات هائلة من البيانات لتوليد الإجابات – لمحاولة **إعادة اكتشاف الأدوية**. وهي تنقل المجال من حرفة حرفية مضنية إلى دقة أكثر آلية، وهو تحول يغذيه الذكاء الاصطناعي الذي يتعلم ويصبح أكثر ذكاءً.

يقول جاكوب برلين، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Terray Therapeutics في مونروفيا، كاليفورنيا: “بمجرد حصولك على النوع الصحيح من البيانات، يمكن للذكاء الاصطناعي أن يعمل ويصبح جيدًا حقًا”.

تدريب Chat Gpt

كما يتم **تدريب برامج الدردشة** الشهيرة مثل ChatGPT على النصوص عبر الإنترنت، وكما تتعلم مولدات الصور مثل DALL-E من مجموعات كبيرة من الصور ومقاطع الفيديو، يعتمد الذكاء الاصطناعي في اكتشاف الأدوية على البيانات. وهي بيانات متخصصة للغاية – معلومات جزيئية، وهياكل بروتينية، وقياسات للتفاعلات البيوكيميائية.

مجال ضيق للهلوسة

بسبب اعتماد الذكاء الاصطناعي في تطوير الأدوية على بيانات علمية دقيقة، فإن احتمالات حدوث “الهلوسة” السامة أقل بكثير مقارنة ببرامج الدردشة المدربة على نطاق أوسع. وأي دواء محتمل يجب أن يخضع لاختبارات مكثفة في المختبرات، وفي التجارب السريرية، قبل الموافقة عليه للمرضى.

مختبرات دقيقة

تقوم شركات مثل Terray ببناء مختبرات كبيرة عالية التقنية لتوليد البيانات للمساعدة في تدريب الذكاء الاصطناعي لإنتاج أدوية أكثر فعالية.

يمكن للذكاء الاصطناعي التوليدي بعد ذلك تصميم جزيء الدواء رقميًا. تتم ترجمة هذا التصميم، في مختبر آلي عالي السرعة، إلى جزيء فيزيائي واختبار تفاعله مع البروتين المستهدف.

يتم تسجيل النتائج – الإيجابية أو السلبية – وإعادتها إلى برنامج الذكاء الاصطناعي لتحسين تصميمه التالي، وتسريع العملية برمتها.

في حين أن بعض الأدوية التي تم تطويرها بواسطة الذكاء الاصطناعي ما زالت قيد التجارب السريرية، إلا أن الوقت لا يزال مبكرًا.

تحول جذري

قال ديفيد بيكر، عالم الكيمياء الحيوية، مدير معهد تصميم البروتين في جامعة واشنطن: “يُحدث الذكاء الاصطناعي التوليدي **تحولًا جذريًا** في هذا المجال، لقد كان تطوير الأدوية تقليديًا عملية مكلفة، وتستغرق وقتًا طويلاً، وقد تفشل”.

تكاليف باهظة

تختلف الدراسات حول تكلفة تصميم الدواء والانتقال بالتجارب السريرية إلى الموافقة النهائية بشكل كبير. لكن إجمالي النفقات يقدر بنحو **المليار دولار** في المتوسط، ويستغرق من 10 إلى 15 سنة. وما يقرب من 90 % من الأدوية المرشحة التي تدخل التجارب السريرية البشرية تفشل، عادة بسبب الافتقار إلى الفعالية أو الآثار الجانبية غير المتوقعة.

يسعى مطورو أدوية الذكاء الاصطناعي جاهدين إلى استخدام التكنولوجيا الخاصة بهم لتحسين هذه الاحتمالات، مع تقليل الوقت والمال.

مصدر التمويل الأكثر ثباتًا يأتي من شركات الأدوية العملاقة، التي عملت لفترة طويلة كشركاء ومصرفيين لمشاريع بحثية أصغر.

مختبرات متقدمة

تقوم الشركات ببناء مختبرات كبيرة عالية التقنية لتوليد البيانات للمساعدة في تدريب الذكاء الاصطناعي لإنتاج أدوية أكثر فعالية.

تدفع شركات الأدوية الكبرى لشركائها في الأبحاث مقابل تحقيق إنجازات بارزة نحو الأدوية المرشحة، والتي يمكن أن تصل إلى مئات الملايين من الدولارات على مر السنين. وإذا تمت الموافقة على الدواء في نهاية المطاف وحقق نجاحًا تجاريًا، فهناك تدفق من دخل حقوق الملكية.

برنامج متقدم

في عام 2021، أصدرت Google DeepMind برنامجًا تنبأ بدقة بالأشكال التي يمكن أن تتشكل فيها سلاسل الأحماض الأمينية على شكل بروتينات. تحدد هذه الأشكال ثلاثية الأبعاد كيفية عمل البروتين. وكان ذلك بمثابة دفعة للفهم البيولوجي وساعد في اكتشاف الأدوية، لأن البروتينات هي التي تحرك سلوك جميع الكائنات الحية.

في الشهر الماضي، أعلنت شركتا Google DeepMind وIsomorphic أن أحدث نموذج للذكاء الاصطناعي، وهو **AlphaFold 3**، يمكنه التنبؤ بكيفية تفاعل الجزيئات والبروتينات، وهي خطوة أخرى في تصميم الأدوية.

تكنولوجيا ثلاثية الأبعاد

تتذكر كاثلين إليسون، المؤسس المشارك وكبير العلماء في شركة Terray، قائلة “كنت أنا الروبوت”.

ولكن بحلول عام 2018، عندما تأسست شركة Terray، كانت **التقنيات** اللازمة لبناء مختبر البيانات ذي النمط الصناعي الخاص بها تتقدم بسرعة.

اعتمدت شركة Terray على التقدم الذي أحرزته الشركات المصنعة الخارجية لتصنيع الرقائق صغيرة الحجم التي تصممها شركة Terray. تمتلئ مختبراتها بالمعدات الآلية، لكن معظمها تقريبًا يتم تخصيصه، بفضل المكاسب التي تحققت في تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد.

تقوم الشركة العملاقة بتطوير أدوية جديدة للأمراض الالتهابية بما في ذلك مرض الذئبة والصدفية والتهاب المفاصل الروماتويدي. وقال الدكتور برلين إن الشركة تتوقع أن تدخل الأدوية في التجارب السريرية بحلول أوائل العام المقبل 2026.

الاختبارات والتفاعلات

• يتم تسجيل كل **تفاعل** بين مكونات الأدوية.
• ينتج عنه **50 تيرابايت من البيانات** الأولية يوميًا.
• المختبر، الذي تبلغ مساحته حوالي ثلثي ملعب كرة قدم، هو مصنع بيانات لاكتشاف الأدوية وتطويرها بمساعدة الذكاء الاصطناعي في مونروفيا، كاليفورنيا.
• شريحة Terray، التي تحتوي على **32 مليون جزيء صغير**، يعمل كل جزيء منها كموقع تفاعل للفحص الكيميائي الحيوي عالي السرعة.
• مختبر بحث وتطوير شركة Terray يقوم بإنشاء وصفات للجزيئات الكيميائية المراد اختبارها وصقلها.

من المجالات التي يقتحمها الذكاء الاصطناعي

• الطب الحيوي
• الطب النفسي
• الرعاية الصحية
• المواصلات والاتصالات
• الخدمات المالية
• الإنشاءات الهندسية
• إدارة المرافق وصيانة المنشآت
• صناعة الأسلحة
• القضاء
• الصحافة والإعلام
• الفلاحة
• إدارة النفايات
• خدمات الترجمة
• مجالات النشر العلمي والقانوني
• عالم الموضة وصناعة الأزياء
• إعادة تصنيع الموسيقى

الأسئلة الشائعة (FAQ)

ما هي الفوائد الأساسية لاستخدام الذكاء الاصطناعي في صناعة الأدوية؟

تساعد في تسريع عملية اكتشاف الأدوية، وتقليل التكاليف، وزيادة الدقة في التجارب السريرية.

كيف يساهم الذكاء الاصطناعي في تقليل “الهلوسة التسممية” للأدوية؟

يعتمد على بيانات علمية دقيقة، مما يقلل من احتمالات الخطأ.

ما هي الشركات الرائدة في استخدام الذكاء الاصطناعي لاكتشاف الأدوية؟

Terray Therapeutics، Recursion Pharmaceuticals، Schrödinger، وIsomorphic Labs.

كيف يتوقع أن يؤثر الذكاء الاصطناعي على تكلفة تطوير الأدوية؟

يهدف إلى تقليل التكاليف وتحسين جودة الأدوية.