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.

دست نوشته دانشجو‌یان در بیعت با رهبر انقلاب

امکان تحصیل دانش آموزان ایرانی خارج از کشور فراهم است

اعلام لبیک شورای عالی انقلاب فرهنگی به رهنمودهای رهبر معظم انقلاب

ثبت نام بیش از ۳۰ هزار نفر در آزمون دکتری نیمه‌متمرکز سال ۱۴۰۶

اطلاعات تازه درباره سهمیه‌ها و تسهیلات آزمون دکتری نیمه متمرکز سال ۱۴۰۶

علیرضا استادی: جسارت بازی درنقش‌ تاریخی را پیدا کردم

دست رد ۳ جشنواره بر فیلم جدید پل شریدر؛ «مبانی فلسفه» پسندیده نشد

رونمایی از «هزاردستان» نخستین انیمیشن «دست‌ساز» جهان

نمایشگاه «رد خط» به نیاوران رسید

بسیج دانش‌آموزی در بیش از نیمی از مدارس کشور حضور دارد

نقش سوره‌های کوتاه در آشنایی کودکان با قرآن

افزایش سرانه های آموزشی در استان تهران/ ساخت مدرسه به تنهایی کافی نیست

کودکان البرزی مأموریت نیمه‌تمام شهید ماکان نصیری را ادامه می‌دهند

تصادف تریلی با سرویس مدرسه در اردکان؛ یک دانش‌آموز جان باخت

کاظمی: نظام سنجش آموزش‌وپرورش نیازمند تحول اساسی است

اسامی برگزیدگان مرحله نهایی سی‌ویکمین المپیاد علمی دانشجویی اعلام شد

هشدار افتا درباره قطع دسترسی به دامنه‌های خارجی؛ لزوم مهاجرت به ir

چت جی پی تی بیمار مبتلا به صرع را به سرپیچی از دستور پزشکان تشویق کرد

متا برای معتاد کردن نوجوانان به دادگاه می رود

یک انفجار کیهانی ۲۷ روزه در فضا کشف شد

اپل دو دستگاه جدید معرفی کرد +قیمت

جاسوسی شرکت اسرائیلی از کاربران استارلینک فاش شد

خدا از رگ گردن به ما نزدیک‌تر است؛ پس چرا باید عبادت کنیم؟

آیت الله رشاد: بیانیه رهبر معظم انقلاب، محرک تاریخی پیشرفت علمی کشور است

آیا دینداری مانع پیشرفت می‌شود؟

حجت‌الاسلام قمی: جنگ واقعی بر سر «تحریف واقعیت» در ذهن مردم است

نیاز انقلاب به شخصیت‌هایی چون آیت الله مهدوی‌کنی بیشتر احساس می‌شود

نتایج انتخاب رشته آزمون کارشناسی رشته‌های علوم پزشکی آزاد اعلام شد

نتایج نهایی پذیرش در آزمون کاردانی به کارشناسی‌ سال ۱۴۰۵ اعلام شد

کارت آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی منتشر شد

ثبت ۱ میلیارد تراکنش در جنگ ۴۰ روزه

واکنش به آسیب کابل‌های اینترنت در تنگه هرمز

تبدیل جیوه به طلا محقق شد

برای نخستین بار: ترمیم دی‌ان‌ای در بدن امید تازه برای درمان یک بیماری ژنتیکی نادر

آغاز ثبت‌نام آزمون دکتری از ۳ آبان: برگزاری آزمون در بهمن ماه

تمدید مهلت ثبت‌نام در سومین جشنواره ملی نشان نیکوکاری

برگزاری یادنامه شهید علی لاریجانی به همراه رونمایی کتابی از او

پناهیان: توجه به ادبیات روایی در مسیر تحول فرهنگی ضروری است

بازیگر «هک‌ها» از فلسطین دفاع کرد؛ پرداخت مالیات برای تامین نسل‌کشی

سینمای کوتاه در محاصره کلیشه‌هاست؛ از فقر ایده تا چالش میزبانی!

طرح یک سریال عاشقانه برای شبکه نمایش خانگی؛ تکرار «پوست شیر» طبیعی است

کمال تبریزی: فیلمسازان جوان از تقلید فاصله بگیرند

جزئیات کنسرت تازه مجید انتظامی اعلام شد؛ شنیدن ملودی‌های خاطره‌انگیز

وقتی «قطع رابطه» سفارشی می‌شود؛ چرا تولید اثر هنری با ریسک همراه است؟

مرثیه‌ای که هنوز با صدای دلتنگی حضرت زینب(س) شنیده می‌شود

انقلابی‌تر بودن با فحش رکیک‌تر ثابت نمی‌شود؛ هنر ماندگار حضرت زهرا(س)

روایت «حماسه فاطمی» و دفاع حضرت زهرا(س) از امامت

اسامی معرفی شدگان چندبرابر ظرفیت آزمون دانشجومعلم سال ۱۴۰۵ اعلام شد

سخنگوی وزارت آموزش و پرورش: وجود ۴۰۰ مدرسه در کشور با یک دانش‌آموز

چرا خانواده‌های پرجمعیت بابت انتخابشان تحقیر می‌شوند؟

خطرناک‌ترین شکل انحراف دینی از دیدگاه حضرت علی(ع)

رویا نونهالی با یک سریال جدید به تلویزیون برمی‌گردد

شاهرخ فروتنیان مهمان یازدهمین قسمت برنامه «هم‌کلام» است.

فصل دوم «بهار شیراز» به آنتن می‌رسد؛ سریالی درباره دغدغه‌ مردم معمولی

پشتیبانی سینمایی‌ها از نویسنده حامی فلسطین؛ بریتانیا تغییر مسیر دهد

آغاز ثبت‌نام بدون آزمون استعدادهای درخشان کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد

امکان قفل کردن محتوا در «چت‌جی‌پی‌تی» فراهم شد

هوش مصنوعی متا اطلاعات کاربران را فاش کرد

انتخاب رشته ۱۲۴ هزار نفر در پذیرش صرفاً بر اساس سوابق تحصیلی سال ۱۴۰۵

حجت الاسلام علوی تهرانی: تکریم حضرت زهرا (س) راه رسیدن به توحید است

«تقاطع خیابان روزولت»؛ روایت تاریخ شفاهی رایزن اقتصادی آمریکا در ایران

ساعت ۲۴ امشب آخرین فرصت ثبت‌نام در پذیرش رشته‌های بدون کنکور سال ۱۴۰۵

دانشگاه‌های ایران به روی دختران جمهوری آذربایجان باز است

آغاز ثبت‌نام پذیرفته‌شدگان کارشناسی ارشد دانشگاه تهران از فردا

هشدار مشاور وزیر علوم درباره سایه جنگ و شکاف اجتماعی

کتیبه‌پوشی زیبای حرم علوی در عزای شهادت حضرت زهرا(س)

تأسیس ۸ مؤسسه جدید فرهنگی قرآن و عترت

چه برنامه‌های تربیتی آموزشی روی کودکان و نوجوانان اثرگذار است؟

آیا جوان امروز کمتر تلاش می‌کند؟

هوش مصنوعی مایکروسافت در تشخیص بیماری دو برابر پزشک دقت دارد

وب سایت‌های دولتی پس از کشف شکاف امنیتی در خاموشی فرو رفتند

کشف نوع جدیدی از افسردگی که زنان را بیشتر گرفتار می‌کند

ادامه اختلال در چت جی‌پی‌تی در میان کاربران ایرانی

روباتی که روی دست چاقو کشید

شیخ طوسی هزار سال پیش درباره اعجاز و تحریف قرآن چه می‌گفت؟

کاظمی: ۱۱ هزار کلاس درس سال گذشته هوشمند سازی شد

خانواده در محاصره اندیشه‌های غربی؛ فقه اسلامی چه پاسخی دارد؟

مستند برنده اسکار در جشنواره مقاومت حضور دارد؛ اکران فیلم در میادین

«گربه سگ؛ نتانیاهو و ترامپ» طرح جدید شجاعی طباطبایی شد

روایتی از ۴ زن در اسارت؛ «سلول» تقابل امید و ناامیدی است

اسامی معرفی شدگان چندبرابر ظرفیت آزمون دانشجومعلم سال ۱۴۰۵ اعلام شد

انتخاب رشته ۱۲۴ هزار نفر در پذیرش صرفاً بر اساس سوابق تحصیلی سال ۱۴۰۵

نتایج نهایی پذیرش در آزمون کاردانی به کارشناسی‌ سال ۱۴۰۵ اعلام شد

آغاز ثبت‌نام بدون آزمون استعدادهای درخشان کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد

آغاز ثبت‌نام آزمون دکتری از ۳ آبان: برگزاری آزمون در بهمن ماه

کارت آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی منتشر شد

تبدیل جیوه به طلا محقق شد

امکان قفل کردن محتوا در «چت‌جی‌پی‌تی» فراهم شد

برای نخستین بار: ترمیم دی‌ان‌ای در بدن امید تازه برای درمان یک بیماری ژنتیکی نادر

هوش مصنوعی متا اطلاعات کاربران را فاش کرد

سینمای کوتاه در محاصره کلیشه‌هاست؛ از فقر ایده تا چالش میزبانی!

فصل دوم «بهار شیراز» به آنتن می‌رسد؛ سریالی درباره دغدغه‌ مردم معمولی

رویا نونهالی با یک سریال جدید به تلویزیون برمی‌گردد

طرح یک سریال عاشقانه برای شبکه نمایش خانگی؛ تکرار «پوست شیر» طبیعی است

انقلابی‌تر بودن با فحش رکیک‌تر ثابت نمی‌شود؛ هنر ماندگار حضرت زهرا(س)

ادامه اختلال در چت جی‌پی‌تی در میان کاربران ایرانی

چرا خانواده‌های پرجمعیت بابت انتخابشان تحقیر می‌شوند؟

خطرناک‌ترین شکل انحراف دینی از دیدگاه حضرت علی(ع)

واکنش به آسیب کابل‌های اینترنت در تنگه هرمز

سخنگوی وزارت آموزش و پرورش: وجود ۴۰۰ مدرسه در کشور با یک دانش‌آموز

جزئیات کنسرت تازه مجید انتظامی اعلام شد؛ شنیدن ملودی‌های خاطره‌انگیز

پناهیان: توجه به ادبیات روایی در مسیر تحول فرهنگی ضروری است

پشتیبانی سینمایی‌ها از نویسنده حامی فلسطین؛ بریتانیا تغییر مسیر دهد

بازیگر «هک‌ها» از فلسطین دفاع کرد؛ پرداخت مالیات برای تامین نسل‌کشی

برگزاری یادنامه شهید علی لاریجانی به همراه رونمایی کتابی از او

شاهرخ فروتنیان مهمان یازدهمین قسمت برنامه «هم‌کلام» است.

کشف نوع جدیدی از افسردگی که زنان را بیشتر گرفتار می‌کند

نتایج انتخاب رشته آزمون کارشناسی رشته‌های علوم پزشکی آزاد اعلام شد

ثبت ۱ میلیارد تراکنش در جنگ ۴۰ روزه

کمال تبریزی: فیلمسازان جوان از تقلید فاصله بگیرند