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.

آزمون جایگزین دانش‌آموختگان پزشکی خارج از کشور برگزار شد

گوگل‌پلی و اپ‌استور در دسترس قرار گرفت

منع ثبت نام در کنکور ۱۴۰۵ برای ۳ گروه از داوطلبان

ظرفیت ۶۸۰ نفری برای فلوشیپ پزشکی

اعلام نتایج نهایی آزمون دستیاری فوق تخصصی پزشکی

توضیح وزیر علوم درباره حضوری شدن کلاس‌ها و امتحانات دانشگاه‌ها

کلاس های تحصیلات تکمیلی دانشگاه تهران حضوری شد

معرفی۱۳۶مؤسسه غیرمجاز اعزام دانشجو به مراجع قضایی

عید قربان؛ تجلی بندگی و عبور از تعلقات در مکتب ادیان ابراهیمی

به مناسبت عید قربان: حیات معنوی انسان بدون ایثار امکان‌پذیر نیست

برگزاری پویش یک‌ماهه حفظ سوره فتح در آستانه ماه محرم

جشنواره تورنتو به استقبال «اودیسه» نولان می‌رود

کارگردان و عضو خانه تئاتر دچار حادثه شد

شکوه دعای امروز عرفه در مسجد مقدس جمکران

متن تشکر سید مجید موسوی از مهدی رسولی+عکس

پیرمرد بیرجرندی در اوج طوفان پرچم ایران را بر زمین نینداخت

«تیرانداز زبردست» با استقبال کودکان و نوجوانان به چاپ دوم رسید

تارا و رؤیای داشتن یک تلفن همراه شخصی

رمان «فرار از زنگ ورزش» برای نوجوانان منتشر شد

قصه گویی یک اسباب‌بازی ارزان اما اثرگذار برای کودکان

ارسطوی پایتخت با یک سریال جدید به شبکه یک آمد

جناب خان و الیکا عبدالرزاقی به آنتن تلویزیون برگشتند

اسلام‌هراسی علیه زنان محجبه در اروپای سال ۲۰۲۵ افزایش یافته است

عدالت و پیشرفت در نگاه شهید لاریجانی چگونه بود؟

بازتاب گسترده پیام رهبر انقلاب به مناسبت برگزاری حج در رسانه‌های بین المللی

شرایط تغییر مدرسه در مرداد و شهریور اعلام شد

درخواست رئیس جمهور: زمینه حضور اساتید برجسته برای انتقال آموزش‌های نوین فراهم شود

آیین‌نامه «توسعه مشارکت‌های مردمی از طریق تشکیل هیئت امنا در مدارس دولتی» تصویب شد

آگهی/ خرید قسطی طلای آب شده تا سقف ۱۰۰ میلیون تومان از وال گلد

این دعای عرفه را بخوانید تا ببینید چرا پدران ما قرن‌هاست حسین حسین (ع) می‌گویند

روزه گرفتن در روز عرفه چه حکمی دارد؟

توصیه آیت الله جوادی آملی برای انجام این عمل در روز عرفه

از ظهر تا غروب عرفه؛ این ساعت‌ها را از دست ندهید

آمار ثبت نام در کنکور ۱۴۰۵ به حدود یک میلیون نفر رسید

جریمه چند میلیون دلاری و سنگین در انتظار گوگل در اروپا

رئیس‌جمهور مصوبه بازگشایی اینترنت بین‌الملل را ابلاغ کرد

صفحه اینترنت پرو از سایت همراه اول حذف شد+عکس

روایت وزیر ارتباطات از بازگشایی اینترنت

۵۰ برج فناوری احداث می‌شوند: ۳ دانشگاه پایلوت زیست بومی نوآوری می‌شود

«سعی صفا و مروه» در حج نماد چیست؟

افزایش پذیرش دانشجوی شهریه‌پرداز در دانشگاه تربیت مدرس

تائید ۱۲ رئیس دانشگاه و رئیس شهرک علمی صنعتی اصفهان

جزئیات برگزاری امتحانات و کلاس‌های دانشگاه تربیت مدرس و علم و صنعت اعلام شد

کلاس‌های دانشگاه شریف تا اطلاع ثانوی مجازی شد

کارمند گوگل در پی اعتراض به همکاری با رژیم صهیونیستی اخراج شد

مصوبات مهم جلسه ستاد فضای مجازی درباره وضعیت اینترنت اعلام شد

۱۷ هزار نسخه خطی کم‌نظیر و در معرض خطر دیجیتال سازی شد

«آدم با صدای بلند برای فرزندانش گریست» کتاب شد

کتاب‌هایی خواندنی برای بچه‌های ایران

فروش فیلم جدید اصغر فرهادی در فرانسه چقدر است؟

اگر خرمشهر آزاد نشده بود چه اتفاقی می‌افتاد؟

پیام آیت‌الله نوری همدانی به مناسبت چهل و چهارمین سالگرد تأسیس دانشگاه آزاد اسلامی

دیگر اثری از بخارهای قمر مشتری نیست

الهام پاوه نژاد برای سالروز آزادسازی خرمشهر نوشت+عکس

شما بودید که شرف را معنا کردید +عکس

محسن شریفیان به مدرسه میناب رفت+عکس

«مثلی لا یبایع مثله» شعار اربعین حسینی امسال شد

راهکارهای مدیریت اضطراب دانش‌آموزان در روزهای امتحان چگونه است؟

امتحانات نهایی دانش‌آموزان مجازی می‌شود؟

عملیات بیت‌المقدس در ۲۰ کتاب درسی ثبت می‌شود

امام باقر (ع) احیاگر مرجعیت علمی اهل‌ بیت و پیشگام مبارزه با تحریف دین

یک ماهواره جاسوسی در فضا شناسایی شد

تمدید مهلت ثبت مهمانی و نقل و انتقال دانشجویان تا ۸ خرداد

ارتقای خدمات خوابگاهی دانشگاه تهران همزمان با آغاز اسکان دانشجویان

تمهیدات جدید آموزشی در دانشگاه‌ علم و صنعت اعلام شد

جزئیات امتحانات و کلاس‌های ترم دوم در چند دانشگاه کشور اعلام شد

بدرقه عاصم منیر توسط سید عباس عراقچی با یک تصویر خاص

پاسخ یحیی گل‌محمدی به یاوه گویی ترامپ +عکس

اعتراف غم انگیز نویسنده برنده جایزه نوبل ادبیات درباره استفاده از هوش مصنوعی

نمایشگاه کتاب تهران تمدید شد

نگاهی به حقوق فرزندان در آینه تربیت الهی

توصیه امام باقر (ع) برای اصلاح جامعه چه بود؟

رباتی که امید را به کودکان مبتلا به ام اس بازگرداند

ربات‌های انسان‌نما در مزارع چین مشغول به کار شدند+عکس

موشک «نیو گلن» پس از سانحه دوباره مجوز پرتاب گرفت

قلمرو مه‌آلود یک ستاره در حال مرگ رصد شد

فرمانده اولین پرواز انسانی به مریخ یک میلیاردر است+عکس

علت زنگ نزدن طلا کشف شد

استرس خاطرات شما را نابود می‌کند

مهلت ثبت نام کنکور سراسری ۱۴۰۵ تمدید شد

جزئیات امتحانات و کلاس‌های ترم دوم در چند دانشگاه کشور اعلام شد

ارتقای خدمات خوابگاهی دانشگاه تهران همزمان با آغاز اسکان دانشجویان

بدرقه عاصم منیر توسط سید عباس عراقچی با یک تصویر خاص

آگهی/ خرید قسطی طلای آب شده تا سقف ۱۰۰ میلیون تومان از وال گلد

حجت الاسلام پناهیان: مردم پس از میدان سراغ میز مدیران خواهند رفت

شما بودید که شرف را معنا کردید +عکس

کلاس‌های تحصیلات تکمیلی دانشگاه تهران حضوری شد

تمهیدات جدید آموزشی در دانشگاه‌ علم و صنعت اعلام شد

دیگر اثری از بخارهای قمر مشتری نیست

پیام آیت‌الله نوری همدانی به مناسبت چهل و چهارمین سالگرد تأسیس دانشگاه آزاد اسلامی

الهام پاوه نژاد برای سالروز آزادسازی خرمشهر نوشت+عکس

۴۰ شرکت دانش بنیان در جنگ‌ تحمیلی سوم به صورت کامل تخریب شد

کلاس‌های دانشگاه شریف تا اطلاع ثانوی مجازی شد

چرا برنامه شهیدی‌فرد در میان پربازدیدهای تلویزیون نبود؟

تمدید مهلت ثبت مهمانی و نقل و انتقال دانشجویان تا ۸ خرداد

آغاز ثبت‌نام پانزدهمین دوره ارزیابی تخصصی قاریان و مدرسان قرآن کریم

افزایش پذیرش دانشجوی شهریه‌پرداز در دانشگاه تربیت مدرس

یک ماهواره جاسوسی در فضا شناسایی شد

امتحانات نهایی دانش‌آموزان مجازی می‌شود؟

محسن شریفیان به مدرسه میناب رفت+عکس

ثبت نام بیش از ۵۷۰ هزار نفر در کنکور ۱۴۰۵ و آزمون دانشجومعلم

«اردیبهشت کتاب» به دلیل استقبال گسترده مردم تا جمعه ۸ خرداد تمدید شد

نگاهی به حقوق فرزندان در آینه تربیت الهی

نمایشگاه کتاب تهران تمدید شد

کتاب‌هایی خواندنی برای بچه‌های ایران

علت زنگ نزدن طلا کشف شد

فعالیت شرکت تاکسی خودران وایمو در یک شهر دیگر تعلیق شد

«مثلی لا یبایع مثله» شعار اربعین حسینی امسال شد

فروش فیلم جدید اصغر فرهادی در فرانسه چقدر است؟

مهلت ثبت نام کنکور سراسری ۱۴۰۵ تمدید شد