كيف يُحدث الذكاء الاصطناعي ثورة في تطوير الأدوية
يعد المختبر في Terray Therapeutics عبارة عن سيمفونية من الأتمتة المصغرة. تطن الروبوتات، وتنقل أنابيب صغيرة من السوائل إلى محطاتها. يقوم العلماء الذين يرتدون المعاطف الزرقاء والقفازات المعقمة والنظارات الواقية بمراقبة الآلات. لكن الفعل الحقيقي يحدث على نطاق النانو: تتحد البروتينات في المحلول مع الجزيئات الكيميائية الموجودة في آبار صغيرة في رقائق السيليكون المخصصة التي تشبه علب الكعك المجهرية. يتم تسجيل كل تفاعل، الملايين والملايين كل يوم، مما ينتج عنه 50 تيرابايت من البيانات الأولية يوميًا – أي ما يعادل أكثر من 12000 فيلم. المختبر، الذي تبلغ مساحته حوالي ثلثي ملعب كرة القدم، هو مصنع بيانات للذكاء الاصطناعي- المساعدة في اكتشاف الأدوية وتطويرها في مونروفيا، كاليفورنيا. إنها جزء من موجة من الشركات الناشئة والشركات الناشئة التي تحاول تسخير الذكاء الاصطناعي لإنتاج أدوية أكثر فعالية وبشكل أسرع. وتستفيد الشركات من التكنولوجيا الجديدة – التي تتعلم من كميات هائلة من البيانات توليد الإجابات – لمحاولة إعادة اكتشاف الأدوية. إنهم ينقلون المجال من حرفة حرفية مضنية إلى دقة آلية أكثر، وهو تحول يغذيه الذكاء الاصطناعي الذي يتعلم ويصبح أكثر ذكاءً. قال جاكوب: “بمجرد حصولك على النوع الصحيح من البيانات، يمكن للذكاء الاصطناعي أن يعمل ويصبح جيدًا حقًا”. برلين، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة تيرايمعظم 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 وخدمة العملاء وكتابة التعليمات البرمجية. ومع ذلك، فإن اكتشاف الأدوية وتطويرها يمثل صناعة ضخمة يقول الخبراء إنها ناضجة لتحول الذكاء الاصطناعي. شركة الاستشارات ماكينزي آند كومبانيوكما 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. ويتعلم الذكاء الاصطناعي من الأنماط الموجودة في البيانات لاقتراح مرشحات دوائية مفيدة محتملة، كما لو كان يطابق المفاتيح الكيميائية مع أقفال البروتين الصحيحة. ونظرًا لأن الذكاء الاصطناعي لتطوير الأدوية مدعوم ببيانات علمية دقيقة، فإن “الهلوسة” السامة أقل احتمالية بكثير من تلك الموجودة على نطاق أوسع. روبوتات الدردشة المدربة. ويجب أن يخضع أي دواء محتمل لاختبارات مكثفة في المختبرات وفي التجارب السريرية قبل الموافقة عليه للمرضى. وتقوم شركات مثل Terray ببناء مختبرات كبيرة عالية التقنية لتوليد المعلومات للمساعدة في تدريب الذكاء الاصطناعي، مما يتيح إجراء التجارب السريعة والقدرة على التعرف 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. وفي حين أن بعض الأدوية المطورة بواسطة الذكاء الاصطناعي لا تزال قيد التجارب السريرية، إلا أن الوقت لا يزال مبكرًا. قال ديفيد بيكر، عالم الكيمياء الحيوية ومدير معهد تصميم البروتين في جامعة واشنطن، إن عملية تطوير الأدوية فوضوية وإنسانية للغاية. يغيب عن المسعى. تختلف الدراسات حول تكلفة تصميم الدواء والانتقال بالتجارب السريرية إلى الموافقة النهائية بشكل كبير. ولكن إجمالي النفقات تقدر بـ 1 مليار دولار في المتوسط. يستغرق من 10 إلى 15 سنة. وما يقرب من 90% من الأدوية المرشحة التي تدخل التجارب السريرية البشرية تفشل، عادةً بسبب نقص الفعالية أو آثار جانبية غير متوقعة. ويسعى مطورو أدوية الذكاء الاصطناعي الشباب جاهدين لاستخدام تقنيتهم لتحسين هذه الاحتمالات، مع تقليل الوقت والمال. ويأتي مصدر التمويل من شركات الأدوية العملاقة، التي عملت لفترة طويلة كشركاء ومصرفيين لمشاريع بحثية أصغر. يركز صانعو أدوية الذكاء الاصطناعي اليوم عادةً على تسريع مراحل ما قبل السريرية من التطوير، والتي تستغرق تقليديًا من أربع إلى سبع سنوات. قد يحاول البعض الدخول في التجارب السريرية بأنفسهم. لكن هذه المرحلة هي التي تتولى فيها عادة شركات الأدوية الكبرى المسؤولية، حيث تدير التجارب البشرية الباهظة الثمن، والتي يمكن أن تستغرق سبع سنوات أخرى. بالنسبة لشركات الأدوية القائمة، تعد استراتيجية الشراكة مسارًا منخفض التكلفة نسبيًا للاستفادة من الابتكار. يقول جيراردو أوباغس كاريون، وهو مصرفي سابق في مجال الاستثمار في مجال التكنولوجيا الحيوية لدى بنك أوف أمريكا سيكيوريتيز: “يبدو أن شركات الأدوية الكبرى تدفع لشركائها في الأبحاث مقابل تحقيق إنجازات كبيرة نحو الأدوية المرشحة، الأمر الذي يمكن تصل إلى مئات الملايين من الدولارات على مدى سنوات. وإذا تمت الموافقة على الدواء في النهاية وحقق نجاحًا تجاريًا، فهناك تدفق من دخل حقوق الملكية. شركات مثل Terray، المستحضرات الصيدلانية العودية, شرودنغر و مختبرات متماثلة يتابعون تحقيق اختراقات. ولكن هناك، على نطاق واسع، مساران مختلفان – المسار الذي يبني مختبرات كبيرة والآخر الذي لا يقوم بذلك. ويرى Isomorphic، وهو اكتشاف اكتشاف الأدوية من Google DeepMind، مجموعة الذكاء الاصطناعي المركزية التابعة لعملاق التكنولوجيا، وجهة نظر مفادها أنه كلما كان الذكاء الاصطناعي أفضل، كلما كان ذلك أفضل. بيانات أقل مطلوبة. وهي تراهن على براعتها البرمجية. ففي عام 2021، أصدرت شركة Google DeepMind برنامجًا تنبأ بدقة بالأشكال التي ستتحول إليها سلاسل الأحماض الأمينية على شكل بروتينات. تحدد هذه الأشكال ثلاثية الأبعاد كيفية عمل البروتين. وكان ذلك بمثابة دفعة للفهم البيولوجي ومفيد في اكتشاف الأدوية، لأن البروتينات هي التي تحرك سلوك جميع الكائنات الحية. في الشهر الماضي، أعلن Google DeepMind وIsomorphic أن أحدث نموذج للذكاء الاصطناعي، AlphaFold 3، يمكنه التنبؤ بكيفية تفاعل الجزيئات والبروتينات – خطوة أخرى في تصميم الأدوية. وقال ماكس جاديربيرج، كبير مسؤولي الذكاء الاصطناعي في Isomorphic: “نحن نركز على النهج الحسابي”. “نعتقد أن هناك قدرًا هائلاً من الإمكانات التي يمكن إطلاقها.” إن شركة Terray، مثل معظم الشركات الناشئة في مجال تطوير الأدوية، هي نتيجة ثانوية لسنوات من البحث العلمي جنبًا إلى جنب مع التطورات الأحدث في AIDr. برلين، الرئيس التنفيذي، الذي حصل على درجة الدكتوراه. حصل على درجة الدكتوراه في الكيمياء من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، وواصل التقدم في تكنولوجيا النانو والكيمياء طوال حياته المهنية. نشأ تيراي من مشروع أكاديمي بدأ منذ أكثر من عقد من الزمن في مركز سيتي أوف هوب للسرطان بالقرب من لوس أنجلوس، حيث كان لدى الدكتور برلين مجموعة بحثية. ويركز تيراي على تطوير عقاقير ذات جزيئات صغيرة، وهي في الأساس أي دواء يمكن لأي شخص تناوله. في حبوب مثل الأسبرين والستاتين. من السهل تناول الحبوب وإنتاجها غير مكلف. إن مختبرات Terray الأنيقة بعيدة كل البعد عن الأيام الخوالي في الأوساط الأكاديمية عندما تم تخزين البيانات في جداول بيانات Excel وكانت الأتمتة هدفًا بعيدًا. – مؤسس وكبير العلماء في Terray. ولكن بحلول عام 2018، عندما تم تأسيس Terray، كانت التقنيات اللازمة لبناء مختبر البيانات ذي النمط الصناعي تتقدم بسرعة. اعتمدت شركة Terray على التقدم الذي أحرزته الشركات المصنعة الخارجية لتصنيع الرقائق صغيرة الحجم التي تصممها شركة Terray. تمتلئ مختبراتها بالمعدات الآلية، ولكن يتم تخصيصها كلها تقريبًا – بفضل المكاسب التي تحققت في تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد. منذ البداية، أدرك فريق Terray أن الذكاء الاصطناعي سيكون حاسمًا لفهم مخازن البيانات الخاصة به، لكن إمكانات الذكاء الاصطناعي التوليدي في تطوير الأدوية لم تصبح واضحة إلا في وقت لاحق – على الرغم من أنه قبل أن يحقق ChatGPT نجاحًا كبيرًا في عام 2022. البيانات التي تم إنشاؤها. تحت قيادة الدكتور مارديروسيان، قامت شركة Terray ببناء فرق علوم البيانات والذكاء الاصطناعي وإنشاءها نموذج الذكاء الاصطناعي لترجمة البيانات الكيميائية إلى الرياضيات، والعودة مرة أخرى. لقد أصدرت الشركة نسخة مفتوحة المصدرلدى شركة Terray اتفاقيات شراكة مع شركة Bristol Myers Squibb وCalico Life Sciences، وهي شركة تابعة لشركة Alphabet، الشركة الأم لشركة Google، والتي تركز على الأمراض المرتبطة بالعمر. ولم يتم الكشف عن شروط هذه الصفقات. وقال إيلي برلين، الأخ الأصغر للدكتور برلين، إنه من أجل التوسع، ستحتاج شركة Terray إلى أموال تتجاوز 80 مليون دولار لتمويل المشروع. وقال إنه ترك وظيفته في الأسهم الخاصة ليصبح مؤسسًا مشاركًا والمدير المالي والتشغيلي للشركة الناشئة، مقتنعًا بأن التكنولوجيا يمكن أن تفتح الباب أمام أعمال مربحة. ويعمل تيراي على تطوير أدوية جديدة للأمراض الالتهابية بما في ذلك مرض الذئبة. والصدفية والتهاب المفاصل الروماتويدي. وقال الدكتور برلين إن الشركة تتوقع أن يكون لديها أدوية في التجارب السريرية بحلول أوائل عام 2026. ويمكن لابتكارات صناعة الأدوية لشركة Terray وأقرانها تسريع الأمور، ولكن فقط إلى حد كبير. وقال الدكتور برلين: “إذا نظرت إلى الوراء خلال 10 سنوات، فيمكنك القول إن معدل النجاح السريري قد ارتفع بشكل كبير، ولدينا أدوية أفضل لصحة الإنسان”.
المصدر
