کد خبر: 169331
ف
هوش مصنوعی، طراح جدید نانوذرات دارویی
با استفاده از مدل هوش مصنوعی COMET، دانشمندان MIT توانسته‌اند ترکیبات بهینه‌تری برای نانوذرات حامل RNA شناسایی کنند که عملکرد آن‌ها را نسبت به نمونه‌های تجاری موجود بهبود می‌بخشد.

به گزارش ثریا -  به نقل از ستاد ویژه فناوری نانو، با بهره‌گیری از هوش مصنوعی، پژوهشگران MIT رویکردی تازه برای طراحی نانوذرات عرضه کرده‌اند که می‌تواند در انتقال مؤثرتر واکسن‌های RNA و سایر درمان‌های RNA محور نقش‌آفرینی کند. آن‌ها پس از آموزش یک مدل یادگیری ماشین با هزاران ذرهٔ موجود، از آن برای پیش‌بینی مواد جدیدی استفاده کردند که عملکرد بهتری دارند. این مدل همچنین توانست ذراتی را شناسایی کند که در انواع مختلف سلول کارآمد هستند و امکان ادغام مواد تازه در ساختار نانوذرات را فراهم می‌کنند.

جیووانی تراورسُو، دانشیار مهندسی مکانیک در MIT و پزشک فوق‌تخصص گوارش در بیمارستان Brigham and Women’s، می‌گوید: «هدف ما استفاده از ابزارهای یادگیری ماشین برای تسریع شناسایی ترکیب‌های مناسب در نانوذرات لیپیدی است تا بتوانیم سلول‌های هدف متفاوتی را نشانه‌گیری کنیم یا مواد تازه‌ای را وارد ساختار ذرات کنیم؛ آن هم در بازه‌ای بسیار کوتاه‌تر از گذشته.»

این رویکرد می‌تواند روند توسعهٔ واکسن‌های RNA و همچنین درمان‌هایی را که برای مقابله با چاقی، دیابت و سایر اختلالات متابولیک طراحی می‌شوند سرعت دهد.

نویسندگان اصلی مقاله، «آلوین چن» پژوهشگر پیشین MIT و استادیار کنونی دانشگاه فناوری نانیانگ و «امیایا کِرتانه» استادیار دانشگاه مینه‌سوتا، نتایج این تحقیق را در مجلهٔ Nature Nanotechnology منتشر کرده‌اند.

واکسن‌های RNA مانند واکسن‌های کووید-۱۹ معمولاً در نانوذرات لیپیدی (LNPها) بسته‌بندی می‌شوند. این ذرات از mRNA در برابر تجزیه محافظت می‌کنند و ورود آن به سلول‌ها پس از تزریق را آسان‌تر می‌کنند. ساخت ذراتی با عملکرد بهتر می‌تواند به توسعهٔ واکسن‌های مؤثرتر کمک کند. افزون بر این، بهبود سامانه‌های انتقال RNA می‌تواند مسیر تولید درمان‌هایی را هموار کند که ژن‌های رمزکنندهٔ پروتئین‌های درمانی را به سلول‌ها می‌رسانند.

در سال ۲۰۲۴، گروه تراورسُو با پشتیبانی آژانس فدرال ARPA-H برنامه‌ای چندساله برای توسعهٔ ابزارهای خوراکی انتقال RNA آغاز کرد؛ ابزاری که بتواند واکسن‌ها و درمان‌های RNA را از طریق بلع مصرفی وارد بدن کند.

تراورسُو می‌گوید: «یکی از هدف‌های ما افزایش مقدار پروتئینی است که سلول‌ها پس از دریافت پیام RNA تولید می‌کنند. کارایی انتقال نقش کلیدی در این هدف دارد.»

هر نانوذرهٔ لیپیدی معمولاً از چهار جزء تشکیل می‌شود: کلسترول، لیپید کمکی، لیپید یونیزه‌شونده و لیپیدی که به پلی‌اتیلن‌گلایکول (PEG) متصل است. تنوع نسخه‌های موجود از هر یک از این چهار جزء، تعداد بسیار زیادی ترکیب ممکن ایجاد می‌کند و آزمایش تک‌تک این ترکیب‌ها کاری بسیار زمان‌بر است. به همین دلیل پژوهشگران به سراغ هوش مصنوعی رفتند.

چن توضیح می‌دهد: «بیشتر مدل‌های هوش مصنوعی در حوزهٔ دارو برای بهینه‌سازی یک ترکیب منفرد طراحی شده‌اند. اما این رویکرد برای نانوذرات لیپیدی مناسب نیست، چون این ذرات از اجزای متعدد و وابسته به هم تشکیل شده‌اند. برای همین، ما مدلی جدید ساختیم با نام COMET بر پایهٔ معماری ترنسفورمر؛ همان ساختاری که مدل‌های زبانی بزرگ مانند ChatGPT از آن بهره می‌گیرند. درست همان‌طور که این مدل‌ها درک می‌کنند واژه‌ها چگونه ترکیب می‌شوند و معنا می‌سازند، COMET یاد می‌گیرد اجزای شیمیایی چگونه کنار هم قرار می‌گیرند و ویژگی‌هایی مانند کارایی انتقال RNA را شکل می‌دهند.»

برای تولید داده‌های آموزشی، پژوهشگران کتابخانه‌ای شامل حدود ۳٬۰۰۰ فرمول مختلف از LNPها ایجاد کردند. آن‌ها عملکرد هر ذره را در انتقال RNA به سلول‌ها بررسی کردند و داده‌های حاصل را وارد مدل یادگیری ماشین نمودند.

پس از آموزش مدل، محققان از آن خواستند فرمول‌هایی را پیشنهاد کند که از ذرات موجود کارآمدتر باشند. آزمایش‌های بعدی روی سلول‌های پوستی موش نشان داد که ذرات پیشنهادی مدل، RNA را با کارایی بالاتر از ذرات اولیه و حتی برخی از ترکیبات تجاری موجود منتقل می‌کنند.

پس از اثبات توان مدل، تیم پژوهشی پرسش‌های جدیدی مطرح کرد. ابتدا خواستند ببینند آیا می‌توان مادهٔ پنجمی را نیز به ساختار LNPها افزود: نوعی پلیمر شاخه‌دار به نام PBAE. این پلیمر پیش‌تر در انتقال اسیدهای نوکلئیک مؤثر شناخته شده بود. برای این کار، پژوهشگران مجموعه‌ای شامل ۳۰۰ نانوذرهٔ تازه ایجاد کردند که شامل PBAE نیز بودند و مدل را دوباره آموزش دادند. مدل توانست ترکیب‌هایی پیشنهاد کند که عملکرد بهتری داشتند.

سپس آن‌ها بررسی کردند که آیا می‌توان مدل را برای شناسایی ترکیبات مناسب برای سلول‌های متفاوت آموزش داد؛ از جمله سلول‌های Caco-۲ که منشأ آن‌ها سرطان کولورکتال است. مدل دوباره توانست ترکیب‌هایی پیش‌بینی کند که انتقال RNA را در این سلول‌ها بهینه می‌کردند.

در نهایت، پژوهشگران از مدل خواستند ذراتی را شناسایی کند که در برابر فرآیند لیوفیلیزاسیون (خشک‌سازی انجمادی) مقاومت بیشتری دارند؛ فرایندی که برای افزایش طول عمر داروها نقش کلیدی دارد.

تراورسُو می‌گوید: «این ابزار به ما اجازه می‌دهد پرسش‌های کاملاً متفاوتی طرح کنیم و با انجام آزمایش‌های متمرکزتر، پاسخ‌هایی مفید دریافت کنیم. ما مجموعهٔ بزرگی از داده‌ها را برای آموزش اولیه فراهم کردیم، اما اکنون می‌توانیم با آزمایش‌های هدفمندتر، مسیر توسعهٔ مواد را شتاب بدهیم.»

این گروه اکنون در حال استفاده از ترکیبات پیشنهادی مدل برای توسعهٔ درمان‌هایی برای دیابت و چاقی هستند؛ دو هدف اصلی پروژهٔ ARPA-H. یکی از این درمان‌ها، ترکیبات RNA است که ژن‌های مشابه هورمون GLP-۱ را تولید می‌کنند؛ هورمونی که سازوکار داروهایی مثل Ozempic نیز از آن الهام گرفته شده است.

این پژوهش با پشتیبانی مرکز GO Nano Marble در مؤسسهٔ Koch، همچنین کمک‌هزینهٔ Karl van Tassel، گروه مهندسی مکانیک MIT، بیمارستان Brigham and Women’s و نهاد ARPA-H انجام شده است.

منبع : هوش مصنوعی


مرتبط ها
ارسال نظر
chapta
حداکثر تعداد کاراکتر نظر 200 ميياشد .
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.

تأثیر مثبت نمرات پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵؛ سوابق دوازدهم همچنان ۶۰ درصد

طرح «حامی» برای جبران کاستی‌های یادگیری دانش‌آموزان اجرا می‌شود

وام ودیعه مسکن دانشجویان علوم پزشکی برای شهر تهران افزایش یافت

شهید لاریجانی؛ الگویی که مصلحت جامعه را بر فرد مقدم می‌دانست

بحران صندلی خالی در دانشگاه‌ها؛ هشدار درباره آینده نزدیک

رئیس دانشگاه جامع انقلاب اسلامی: روحیه دفاع مقدس را در علم و فناوری بازتولید کنیم

حذف آزمون جامع در راه است؟ برنامه تحول وزارت علوم برای مقاطع کارشناسی تا دکتری

سنت منطقی اسلامی چگونه پشتوانه مواجهه با منطق ریاضی است؟

جهان اسلام به این روحانی فرزانه و اهل ادب می‌بالد

بانو مجتهده امین نماد توانمندی زنان است

بازیگر معروف: صداپیشگان شایسته دریافت اسکار بازیگری هستند

اختتامیه پویش ملی وطن به روایت من برگزار شد

اهدای نامه سید مجید موسوی و انگشتر یادبود به فرزند شهید سید مصطفی میرغفاری

حرم‌های کربلا در آستانه محرم سیاه پوش شدند

زمان تشییع رهبر شهید اعلام شد +جزئیات را اینجا بخوانید

هزینه ثبت‌نام جهش تحصیلی دانش‌آموزان اعلام شد

مجموعه‌کتاب «داستان‌های غولی» درباره اهمیت آب به کودکان می‌آموزد

نگاهی به نقش توییتر در جنگ رسانه‌ای دشمن در کتاب «توئیتری شدن سیاست»

تکرار سنت اهریمنی استکبار در عاشورای ۱۴۰۵ در حمله به یک منابع آب

طراح بازی «نجات دختران اپستین توسط بچه‌های میناب» از این بازی می‌گوید

درباره زندگی رازآمیز درختان در این کتاب بخوانید

هکرها پیام‌رسان دولتی فرانسه را هک کردند

رونمایی آستان مقدس علوی از پروژه نگارش نسخه‌ای نفیس از نهج‌البلاغه

اختراع کتی که هوا را به آب آشامیدنی تبدیل می‌کند

وزیر علوم: اساتید دانشگاه با امید و انگیزه در کلاس درس حاضر شوند

مقابله با موج محتوای غیرقانونی در بحران‌ها؛ بریتانیا شبکه‌های اجتماعی را ملزم به سازوکار ویژه کرد

شکایت جدید علیه OpenAI؛ ChatGPT نتوانست جلوی خودکشی کاربر را بگیرد

مأموریت دانشگاه‌ها در برنامه «مهر» برای حل بحران آب، ناترازی انرژی و تورم

بازگشت ۴۵۰۰ دانشجوی دانشگاه شریف از امروز

تأکید رئیس مرکز هیئت امنا و ممیزه بر نقش کلیدی فناوری در دفاع ملی

آگهی/ از خرید کابل برق چه می‌دانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید

توانمندسازی مدرسان آموزش خانواده با رویکرد جوانی جمعیت

ایلان ماسک نخستین تریلیونر دنیا می‌شود

افزایش سهمیه بومی در دستیاری دندانپزشکی؛ اعلام آخرین مهلت ثبت‌نام

تاکید بر ارتقای کیفیت آموزش هُنر در مدارس

اپ ادیتس متا صاحب دستیار هوش مصنوعی می شود

تبدیل شدن آئین تعویض پرچم امام حسین(ع) به رویدادی جهانی

اهمیت هوش مصنوعی در مسیر ارتقای کیفیت آموزشی

جلسه تلاوت و هم‌اندیشی قاریان بین‌المللی مزین به نام رهبر شهید

فلسفه در اندیشه حضرت امام، مقدمه‌ای ضروری برای رسیدن به عرفان است

جریان قاتلان حسین (ع) امروز در مقابل امت ایشان قرار گرفته‌اند

جدایی متا از شریک چینی جنجالی کلید خورد

احتمال اعمال محدودیت دوباره بر اینترنت بین‌الملل وجود دارد؟

خدمات ابری گوگل در هند مختل شد

چه چیزی کلید مرگ را در کهکشان‌ها می‌چرخاند؟

جنجال غیبت زنان در میان فضانوردان آرتمیس ۳

داستان جالب کندترین آزمایش جهان چه بود؟

تاثیر باورنکردنی چای بر سلامتی و افزایش طول عمر

اقدامات حرم حضرت ابوالفضل العباس(ع) برای استقبال از ماه محرم

رویکردی اجتهادی بر جایگاه مردم در حکمرانی از منظر فقه شیعه در کتاب «فقه، مردم و حکمرانی»

واکاوی در مسئله عرفان و سلامت معنوی کودکان در یک نشست

نتیجه نهایی گفتگوی پیامبر با مسیحیان نجران پس از ماجرای مباهله چه شد؟

افتتاح سردخانه دومداره آمونیاکی شهر اهر با حضور حجت الاسلام خاموشی

هشدار قالیباف به ترامپ و دیگر رهبران جهان+عکس

حجت‌الاسلام قمی: زبان در وصف شما مردم مبعوث شده قاصر است

طرح روضه‌های خانگی سدره به مناسبت ماه محرم آغاز به کار کرد

نیاز داریم که همگی نسبت به معضلات و نیازها احساس مسئولیت کنیم

جزئیات جدید اعمال سوابق تحصیلی در کنکور سراسری ۱۴۰۵ را اینجا بخوانید

به کارگیری هوش مصنوعی جمینای در کروم به غرب آسیا رسید

زیرساخت حقیقی این سرزمین، تمدن کهن، فرهنگ و هنر ماندگارش است

تعیین سقف افزایش شهریه دانشگاه‌های غیردولتی بر اساس نرخ تورم

از خرید کابل برق چه می‌دانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید

اقتدار دفاعی ایران، ایده‌ای نو در بازی‌های رومیزی

۳۵ ثانیه، ۷۲۰ هزار گلوله در لامرد/ جنایتی که روایت نشد

آئین اختتامیه روایت علوی برگزار شد

بازی‌های تیم ملی فوتبال ایران در سینماها پخش می‌شود

معرفی چهار آلبوم موسیقی تازه وارد در فضای مجازی

روایت جواد موگویی از یک جنایت جنگی: حادثه لامرد در سایه روایت‌های اشتباه رسانه‌ای گم شد

جزئیات برنامه‌های محرمی اوقاف در قالب طرح سوگواره بصیرت عاشورایی اعلام شد

دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است

پویش «ایران در پناه قرآن» تا پایان خرداد تمدید شد

برگزاری نمایشگاه معماری حرمین شریفین در مکه مکرمه

حمایت آیت الله رشاد از بازسازی و ساخت مجدد کنیسه آسیب دیده در جنگ

آیا در جنگ هرکاری مجاز است؟ نگاهی به اخلاق در میدان نبرد

تأثیر سوابق پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵ مثبت شد / ۶ درس نهایی برای کنکور

راز حذف زمینه‌های فلسفی «یوگا» در نسخه مدرن

آذین‌بندی و شادی‌های عمومی باید به عنوان مدخل معرفت باشد

فرایند محدودیت در اینترنت شفاف می‌شود؛ ماجرای اینترنت پرو و خط سفید چه بود؟

۷۸ درصد ترافیک اینترنت به حالت قبل و اول دی ماه بازگشت

آغاز ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی از ۲۴ خرداد ماه

طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بی‌نظیر

امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانش‌آموختگان فراهم شد

دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: دستورات لازم برای حضور فعال‌تر جهاد دانشگاهی صادر می‌شود

انویدیا با غول‌های فناوری کره جنوبی قرارداد بست

بازیگر معروف ایرانی نقش ترامپ را بازی می‌کند+عکس

دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاه‌ها

بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگ‌ترین سرمایه یک هنرمند است

تعیین سقف افزایش شهریه دانشگاه‌های غیردولتی بر اساس نرخ تورم

تأثیر سوابق پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵ مثبت شد / ۶ درس نهایی برای کنکور

اجماع شورای عالی انقلاب فرهنگی بر تأثیر قطعی سوابق تحصیلی یازدهم و دوازدهم در کنکور ۱۴۰۵

مصوبه افزایش حقوق اعضای هیئت علمی لغو نشده است

آغاز ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی از ۲۴ خرداد ماه

متن جدید امیرحسین قیاسی در حمایت از ایران و در واکنش به جنگ

موقوفات چطور به حل مشکلات اقتصادی ورود کرده‌اند؟

امتحانات دانشگاه علمی کاربردی غیرحضوری شد

تأکید رئیس جهاددانشگاهی بر رفع موانع دیوان‌سالاری و بازگشت به شورای عالی انقلاب فرهنگی

خبرنگاران ایرانی از دریافت ویزا برای پوشش جام جهانی محروم شدند

امام در اصول فقه به «عرف عقلایی» اهمیت می‌داد

راز حذف زمینه‌های فلسفی «یوگا» در نسخه مدرن

روایت الگوی خانواده موفق در «زندگی زیباست» رادیو معارف

مهلت دفاع از پایان نامه دستیاران پزشکی تا پایان آذر ۱۴۰۵ تمدید شد

چرا روابط فیلم «تهران کنارت» در سطح ماند؟

هفته بین‌المللی قرآن در کربلا افتتاح شد

فعالیت ۳۷ هزار سفیر سلامت دانش‌آموزی

دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است

آخرین حضور و غیاب کودکان شهید میناب با حضور پرویز پرستویی

آیت‌الله مبلغی: نخستین ثمره استقامت، گشایش راه‌ها و شکستن بن‌بست‌هاست

از خرید کابل برق چه می‌دانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید

حمایت آیت الله رشاد از بازسازی و ساخت مجدد کنیسه آسیب دیده در جنگ

ضیافت نور در آسمان خرداد؛ دیدار دو سیاره منظومه شمسی در آسمان ایران