طراحی آنتی بادی مولد: زمانی که هوش مصنوعی با DNA ملاقات می کند

• نویسنده:
• نام نویسنده

  آینده نگاری کوانتوم ران
• سپتامبر 7، 2023

خلاصه بینش

طراحی آنتی بادی با استفاده از هوش مصنوعی مولد (AI) برای ایجاد آنتی‌بادی‌های جدید که بهتر از آنتی‌بادی‌های سنتی است، می‌تواند هزینه توسعه آنتی‌بادی درمانی را تسریع و کاهش دهد. این پیشرفت می‌تواند درمان‌های شخصی‌شده را عملی کند و به طور بالقوه نتایج پزشکی را افزایش دهد و در عین حال بهره‌وری اقتصادی را از طریق کاهش بار بیماری افزایش دهد. با این حال، چنین پیشرفت‌هایی با چالش‌هایی از جمله جابجایی شغلی، نگرانی‌های مربوط به حریم خصوصی داده‌ها و بحث‌های اخلاقی در مورد دسترسی به درمان‌های شخصی‌سازی شده همراه است.

زمینه طراحی آنتی بادی تولیدی

آنتی بادی ها پروتئین های محافظی هستند که توسط سیستم ایمنی ما ایجاد می شوند و با اتصال به آنها مواد مضر را از بین می برند. آنتی‌بادی‌ها به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردشان، از جمله کاهش پاسخ‌های ایمنی و افزایش ویژگی برای آنتی‌ژن‌های هدف، اغلب در کاربردهای درمانی استفاده می‌شوند. مرحله اولیه در تولید داروی آنتی بادی شامل شناسایی یک مولکول اصلی است. 

این مولکول معمولاً با غربالگری کتابخانه های گسترده ای از انواع مختلف آنتی بادی در برابر یک آنتی ژن هدف خاص یافت می شود که می تواند زمان بر باشد. توسعه بعدی این مولکول نیز یک فرآیند طولانی است. بنابراین، ابداع روش‌های سریع‌تر برای تولید داروهای آنتی‌بادی بسیار مهم است.

Absci Corp، یک شرکت مستقر در نیویورک و واشنگتن، در سال 2023 زمانی که از یک مدل هوش مصنوعی مولد برای طراحی آنتی‌بادی‌های جدیدی استفاده کرد که محکم‌تر از آنتی‌بادی‌های درمانی سنتی به گیرنده‌ای خاص، HER2 متصل می‌شوند، به موفقیت دست یافت. جالب اینجاست که این پروژه با حذف تمام داده‌های آنتی‌بادی موجود آغاز شد و از AI صرفاً از تکثیر آنتی‌بادی‌های مؤثر شناخته شده جلوگیری کرد. 

آنتی بادی های طراحی شده توسط سیستم هوش مصنوعی Absci متمایز بودند و هیچ همتای شناخته شده ای نداشتند و بر تازگی آنها تأکید می کرد. این آنتی‌بادی‌های طراحی‌شده با هوش مصنوعی نیز امتیاز بالایی در «طبیعی بودن» کسب کردند که نشان‌دهنده سهولت توسعه و پتانسیل ایجاد پاسخ‌های ایمنی قوی است. این استفاده پیشگامانه از هوش مصنوعی برای طراحی آنتی بادی هایی که به خوبی یا بهتر از مخلوقات بدن ما عمل می کنند ممکن است زمان و هزینه توسعه آنتی بادی درمانی را به شدت کاهش دهد.

تاثیر مخرب

طراحی آنتی بادی مولد نوید قابل توجهی برای آینده پزشکی، به ویژه برای درمان های شخصی است. از آنجایی که پاسخ ایمنی هر فرد می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد، ایجاد درمان های سفارشی متناسب با ویژگی های ایمنی خاص یک فرد با این فناوری امکان پذیر می شود. برای مثال، محققان می‌توانند آنتی‌بادی‌های خاصی را طراحی کنند که به سلول‌های سرطانی منحصربه‌فرد در بیمار متصل می‌شوند و یک برنامه درمانی کاملاً فردی ارائه می‌دهند. 

تولید داروی سنتی فرآیندی پرهزینه و زمان‌بر با نرخ شکست بالا است. هوش مصنوعی مولد می تواند با شناسایی سریع نامزدهای آنتی بادی بالقوه، کاهش چشمگیر هزینه ها و به طور بالقوه افزایش نرخ موفقیت، این روند را تسریع بخشد. علاوه بر این، آنتی‌بادی‌های طراحی‌شده با هوش مصنوعی می‌توانند در پاسخ به هر مقاومتی که پاتوژن‌های هدف ایجاد می‌کنند، سریع‌تر اصلاح و سازگار شوند. این چابکی در بیماری هایی که به سرعت در حال تکامل هستند، حیاتی است، همانطور که در طول همه گیری COVID-19 شاهد هستیم.

برای دولت ها، پذیرش هوش مصنوعی مولد در طراحی آنتی بادی می تواند بر سلامت عمومی تأثیر بگذارد. نه تنها می تواند واکنش به بحران های بهداشتی را تسریع کند، بلکه می تواند مراقبت های بهداشتی را نیز در دسترس تر کند. به‌طور سنتی، بسیاری از داروهای جدید به دلیل هزینه‌های بالای توسعه و نیاز شرکت‌های دارویی برای بازگرداندن سرمایه‌شان، بسیار گران هستند. با این حال، اگر هوش مصنوعی بتواند این هزینه ها را کاهش دهد و جدول زمانی توسعه دارو را تسریع کند، پس انداز می تواند به بیماران منتقل شود و درمان های جدید مقرون به صرفه تر شود. علاوه بر این، واکنش سریع به تهدیدات بهداشتی نوظهور می تواند به طور قابل توجهی تأثیر اجتماعی آنها را کاهش دهد و امنیت ملی را افزایش دهد.

مفاهیم طراحی آنتی بادی تولیدی

پیامدهای گسترده تر طراحی آنتی بادی مولد ممکن است شامل موارد زیر باشد: 

• دسترسی افراد به درمان های پزشکی شخصی که منجر به بهبود نتایج مراقبت های بهداشتی و امید به زندگی می شود.
• ارائه دهندگان بیمه درمانی به دلیل درمان های مقرون به صرفه تر و نتایج سلامت بهتر، نرخ حق بیمه را کاهش می دهند.
• کاهش بار بیماری های اجتماعی منجر به افزایش بهره وری و رشد اقتصادی می شود.
• ایجاد مشاغل و حرفه های جدید با تمرکز بر تقاطع هوش مصنوعی، زیست شناسی و پزشکی، که به بازار کار متنوع کمک می کند.
• دولت‌ها برای پاسخگویی به تهدیدات بیولوژیکی یا بیماری‌های همه‌گیر که منجر به افزایش امنیت ملی و انعطاف‌پذیری اجتماعی می‌شود، مجهزتر هستند.
• شرکت های داروسازی به دلیل کاهش آزمایش های حیوانی و مصرف منابع، به سمت شیوه های تحقیقاتی پایدارتر و کارآمدتر حرکت می کنند.
• دانشگاه ها و مؤسسات آموزشی برنامه های درسی را با هوش مصنوعی و طراحی آنتی بادی تطبیق می دهند و نسل جدیدی از دانشمندان بین رشته ای را پرورش می دهند.
• خطرات مرتبط با حریم خصوصی و امنیت داده‌ها، زیرا برای طراحی آنتی‌بادی شخصی‌شده، به داده‌های ژنتیکی و سلامت بیشتری نیاز است.
• پیامدهای سیاسی و اخلاقی پیرامون دسترسی به درمان های شخصی که منجر به بحث هایی در مورد برابری و انصاف مراقبت های بهداشتی می شود.

سوالاتی که باید در نظر گرفته شود

• اگر در بخش مراقبت های بهداشتی کار می کنید، چگونه طراحی آنتی بادی مولد می تواند نتایج بیمار را بهبود بخشد؟
• چگونه ممکن است دولت ها و محققان با یکدیگر همکاری کنند تا مزایای این فناوری را افزایش دهند؟