دکتر سید سلمان فاطمی

هوش مصنوعی، قدرتمندترین مولکول ضد پیری را- که تا به حال دیده شده است- پیدا میکند.

07 ژوئیه 2023

بررسی های دانشمندان برای افزایش عمر انسان، در حال انجام است. عمر انسان در گذشته و امروز، در پژوهش های باستان شناسی و ژنتیکی مشخص است ولی با پژوهش های ژنتیکی، زیست سلولی مولکولی و تغذیه ای میتوان این عمر را بیشتر کرد. بررسی های ژنتیکی، باستان شناسی و تغذیه و زیست سلولی مولکولی، مباحثی بین رشته ای است و نتایج آن نیاز به بررسی ای گسترده و وسیع دارد. دسترسی سریع هوش مصنوعی به دریایی از داده ها و قدرت محاسباتی بالای آن، کمک می‌کند، انبوه داده ها در پژوهش های بین رشته ای- که جمع آوری آن به هفته ها پرس و جو در کتابخانه ها و تحلیل آن به ماهها محاسبه ی ریاضی و آماری نیاز دارد- اکنون در چند دقیقه انجام شود.

کشف دارو - یک کار پرهزینه و وقت گیر است. اما نوعی از هوش مصنوعی به نام یادگیری ماشین می تواند روند را به شدت تسریع کند و کار را با قیمت بسیار کمتر، انجام دهد.

من و همکارانم اخیراً از این فناوری برای یافتن سه نامزد امیدوارکننده برای داروهای سنولیتیکداروهای از بین برنده ی سلول‌های پیر استفاده کردیم. اینها داروهایی است که پیری را کند می‌کند و از بیماری‌های مرتبط با افزایش سن جلوگیری می‌کند.

سنولیتیک ها با از بین بردن سلول های پیر عمل می کنند. اینها سلول هایی هستند که زندهو (از نظر متابولیک فعال)هستند اما دیگر نمی توانند تکثیر شوند، از این رو نام مستعار آنها: سلول های زامبی است.
عدم توانایی در تقسیم، لزوما چیز بدی نیست. این سلول ها در DNA خود آسیب دیده اند - به عنوان مثال، سلول های پوست آسیب دیده توسط اشعه های خورشید آسیب می‌بینند و توقف تکثیر، مانع از گسترش آسیب می شود.

اما سلول های پیر همیشه چیز خوبی نیستند. آنها ترکیبی از پروتئین های التهابی، ترشح می کنند که می تواند به سلول های همسایه گسترش یابد. در طول زندگی، سلول های ما از رگبار حملات، از اشعه ماوراء بنفش گرفته تا قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی، رنج می برند؛ بنابراین این سلول های پیر، به مرور تجمع می یابند.

افزایش تعداد سلول های پیر در طیفی از بیماری ها از جمله دیابت نوع 2، فیبروز ریوی، آرتروز و سرطان، نقش دارد .
مطالعات روی موش‌های آزمایشگاهی نشان داده‌است که از بین بردن سلول‌های پیر با استفاده از senolytics می‌تواند این بیماری‌ها را بهبود بخشد. این داروها می توانند سلول های زامبی را از بین ببرند و در عین حال سلول های سالم را زنده نگه دارند.
حدود 80 سنولیتیک، شناخته شده است، اما تنها دو مورد روی انسان آزمایش شده است: ترکیبی از داساتینیب، نوعی آنتی بادی منوکلونال و کورستین.

یافتن سنولیتیک‌های بیشتری که می‌توانند در بیماری‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرند بسیار عالی است، اما ده تا 20 سال و میلیاردها دلار طول می‌کشد تا یک دارو وارد بازار شود.

نتایج در پنج دقیقه!

من و همکارانم - از جمله محققان دانشگاه ادینبورگ و شورای تحقیقات ملی اسپانیا IBBTEC-CSIC در سانتاندر، اسپانیا - می‌خواستیم بدانیم که آیا می‌توانیم مدل‌های یادگیری ماشین را برای شناسایی نامزدهای جدید داروهای سنولیتیک آموزش دهیم.

داده ها را ابتدا روی طیف وسیعی از مدل های مختلف، آزمایش می کنیم زیرا برخی از آنها نسبت به بقیه، بهتر عمل می کند.
برای تعیین بهترین مدل، در ابتدای فرآیند، بخش کوچکی از داده‌های آموزشی موجود را جدا می‌کنیم و آن را تا پایان فرآیند آموزشی از مدل مخفی نگه می‌داریم.
سپس از این داده های آزمایشی برای تعیین تعداد خطاهای مدل استفاده می کنیم. موردی که کمترین خطا را مرتکب شود، برنده است.
ما بهترین مدل خود را تعیین و آن را برای پیش بینی تنظیم کردیم. ما به آن، 4340 مولکول دادیم و پنج دقیقه بعد لیستی از نتایج را ارائه داد.

مدل هوش مصنوعی، 21 مولکول با امتیاز بالا را شناسایی کرد که به نظر می رسد با احتمال بالایی senolytic هستند. اگر ما 4340 مولکول اصلی را در آزمایشگاه آزمایش کرده بودیم، حداقل چند هفته کار فشرده و 50000 پوند صرف خرید ترکیبات نیاز بود و این، بدون احتساب هزینه ماشین آلات آزمایشی و راه اندازی است.
سپس این داروها را روی دو نوع سلول آزمایش کردیم: سالم و پیر. نتایج نشان داد که از بین 21 ترکیب، سه ترکیب (پریپلوسین، اولئاندرین و جینک‌گتین) قادر به حذف سلول‌های پیر هستند و در عین حال بیشتر سلول‌های طبیعی را زنده نگه داشتند. سپس این senolytics جدید تحت آزمایشات بیشتری قرار گرفتند تا در مورد نحوه عملکرد آنها در بدن اطلاعات بیشتری کسب کنند.

دکتر سید سلمان فاطمی . نورولوژیست, [07/09/2023 02:10 ب.ظ]
آزمایش‌های بیولوژیکی دقیق‌تر نشان داد که از بین سه دارو، اولاندرین مؤثرتر از بهترین داروی سنولیتیک شناخته شده در نوع خود بود.
پیامدهای بالقوه این رویکرد میان رشته ای - شامل دانشمندان داده، شیمیدانان و زیست شناسان - بسیار زیاد است. با توجه به داده‌های باکیفیت کافی، مدل‌های هوش مصنوعی می‌توانند کار شگفت‌انگیزی را که شیمیدان‌ها و زیست‌شناسان برای یافتن درمان‌ها و درمان‌های بیماری‌ها انجام می‌دهند، به ویژه مواردی که نیازهای برآورد نشده انجام می‌دهند، تسریع بخشند.
با تأیید اعتبار آنها در سلول های پیر، اکنون در حال آزمایش سه سنولیتیک کاندید در بافت ریه انسان هستیم. امیدواریم تا دو سال دیگر نتایج بعدی خود را گزارش کنیم.
ونسا اسمر-بارتو ، پژوهشگر موسسه ژنتیک و پزشکی مولکولی، دانشگاه ادینبورگ

https://www.sciencealert.com/ai-may-have-found-the-most-powerful-anti-aging-molecule-ever-seen?fbclid=IwAR2gYHkLW05kmQRdbfw5htmOmvgJezukEa1a2OZjQtsm7ReNndHxHuXxKIg