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.

خوانش هجرتی تاریخی توسط یک زن در سپهر فرهنگی ایران

آغاز ثبت نام دهمین دوره تخصصی صحیفه سجادیه

مداحان کشور برای نوجوانان کلاس مداحی برگزار می‌کنند

هنر صاحب جواهر ایستادن میان قالب نص و روح تشریع در فقاهت بود

منشور کوروش بدون حتی یک رای مخالف و اصلاحیه در یونسکو ثبت شد

ورود هوش مصنوعی به موضوعات قرآنی و پژوهش‌های حدیثی و دینی

پایبندی پل شریدر به هوش مصنوعی؛ فیلم بعدی با AI ساخته می‌شود

یوسف حاتمی کیا: ۶سال گفتند این فیلم مصلحت نیست؛ مردمی که از غم نان با جان قمار می‌کنند

واکاوی رابطه هنر و سرمایه در ریبون

دلاور تنگستانی که حماسه‌ بی پایان غیرت در خلیج فارس را زنده کرد

تاب‌آوری کودکان در جنگ را با داستان‌ افزایش دهیم

برگزاری بزرگداشت ابوریحان بیرونی از سوی فلاسفه و اساتید

از نگاه امیرالمومنین(ع) راه مهار طمع انسان به قدرت و ثروت چگونه است؟

برگزاری آزمون‌های تافل و GRE رسماً در ایران متوقف شد

اعلام جزئیات مرحله شفاهی آزمون‌های دانشنامه تخصصی و فوق تخصصی پزشکی

ایران پرچمدار المپیاد فناوری نانو در سطح جهانی

محکومیت اقدام غیرقانونی آمریکا علیه متقاضیان آزمون‌های بین‌المللی

ارزش از کدنویسی به فهم مسئله منتقل می‌شود

ثبت نام آزمون پذیرش پزشکی از لیسانس ۱۴۰۵ آغاز شد/ اعلام جزئیات آزمون

واکنش وزیر علوم به تحریم‌های علمی آمریکا

مهلت انتخاب رشته آزمون کارشناسی‌ارشد سال ۱۴۰۵ تمدید شد

ویژه برنامه‌های هفته وحدت در تجمعات شبانه

افتتاح دفاتر مشاوره وقف در سراسر کشور

برگزاری رویداد رحمه للعالمین در باغ کتاب

دانشجویان خارجی جشنواره هنر و رسانه عهد همزیستی را برگزار می‌کنند

وقف بر پایه ایثار، نوع‌دوستی و دوراندیشی استوار است

آغاز انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد

شرکت های فناوری خواستار افزایش دفاع سایبری در مقابل حملات هوش مصنوعی

نوار نانویی ۳ داروی مسکن را در کمتر از ۲ ثانیه آزاد می‌کند

قدرتمندترین موشک اروپا به پرواز درآمد

تاکید علمای مسلمان بر عملی کردن وحدت و ایستادگی در مقابل دشمن مشترک

نزاع حجاب، از ابتدا نزاع بر سر قدرت زن بود

البرز زیر بار کمبود مدرسه؛ مهاجرت چالش بزرگ مدارس البرز

توانمند سازی و گذار از الفبا رویکرد جدید سواد آموزی استان سمنان

جزئیات بورسیه تحصیلی صنعت و مشاغل در پذیرش کارشناسی ارشد ۱۴۰۵

غرامت ۱۸ میلیارد دلاری متا برای فرار از شکایت ایالت‌های آمریکا

واکنش دانشگاه صنعتی خواجه نصیر به کناره گیری رئیس آن

نفوذ هکرهای چینی به ناسا و سنای آمریکا ردیابی شد

موبایل‌های آینده چگونه تغییر می‌کنند؟

از خیال‌پردازی سرامیک تاشاعرانگی کاغذ در ماه هنر؛ تکثرِ بودن در پایتخت

محمد اصفهانی در دومین شب از «روایت رحمت» روی صحنه می‌رود

در طبیعت چه خبر است؟ یک مجموعه خواندنی برای کودکان

پرچم ایران روایتی از خون، باور، ایستادگی و تمنای رسیدن

تاکید بر نقش هنرستان‌ها در مقابله با چالش‌های جنگ اقتصادی

کاظمی: دشمن تلاش می‌کند تا دولت‌ها را از صف مردم جدا کند

امین و مهدیه احمدزاده؛ خواهر و برادر شهید مینابی

پذیرش برگزیدگان المپیادهای جغرافیا و علوم زمین بدون کنکور ابلاغ شد

نتایج آزمون صلاحیت گروه پرستاری سال ۱۴۰۵ اعلام شد

جزئیات آزمون مرحله انفرادی هجدهمین المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی

دفترچه انتخاب رشته آزمون کارشناسی‌ارشد سال ۱۴۰۵ منتشر شد

آغاز انتخاب رشته داوطلبان مجاز آزمون کارشناسی‌ارشد سال ۱۴۰۵ از امروز

سینمای زیرزمینی ایران بررسی شد؛ از بحران بازنمایی تا اقتصاد نامرئی

روایت دبیر انجمن سرود کانون پرورش فکری از برگزاری یک جشنواره ملی

«حبیبی یا نبی»؛ نغمه‌ای برای پیامبر رحمت

ریدلی اسکات با «ستاره های سگی» بدترین فیلمش را ساخت

«کوری» از پرونده‌های قضایی تا ممیزی؛ این سریال مروج مشروبات الکلی است؟

رازهایی که در یک کشو پنهان است؛ چه کسی دست‌خط قاتل را تقلید کرد؟

برای پویایی صنف باید صدای جوان‌ها را جدی گرفت؛ سکوت معنا دارد

نسخه ویژه نابینایان «روزی روزگاری» منتشر می‌شود

وقتی مستند، حافظه میراث ملی را بیدار می‌کند

ایرانی‌خوانی نمایشنامه «تاجماه» برگزار شد

«رویای نیمه شب» و ضرورت ساخت آثار تلویزیونی با موضوع مهدویت

وقف رقیب اقتصاد کشور نیست

بیستمین آزمون سراسری قرآن پس از وقفه ای طولانی برگزار می‌شود

دانشمندی که هنوز رازهایش کشف نشده است؛ کیمیای رازی در تاریخ علم

تجلیل از ۴۵ چهره شاخص در اولین دوره جایزه جهانی دیپلماسی فرهنگی

تاسیس ۱۳ مؤسسه جدید فرهنگی قرآن و عترت

برگزاری آزمون بخش معارفی چهل و نهمین دوره مسابقات سراسری قرآن اوقاف

شرق‌شناسی بدون ایران‌شناسی، امکان یا امتناع؟

متن نوبت‌دهی آرایشگاه برای عید؛ نمونه‌هایی برای جذب مخاطب

دانشگاه‌ها با ورزش تاب‌آوری دانشجویان را تقویت کنند

راهنمای ثبت‌نام پذیرفته‌شدگان دکتری دانشگاه علامه طباطبائی اعلام شد

پایان رویای «تنگه ترامپ» و غروب توهمات طاغوت روزگار در اعماق خلیج فارس

بهنام تشکر کارآگاه علوی جدید شد

برگزاری بزرگداشت ابن سینا با حضور اندیشمندان ایرانی و خارجی

تجربه‌های جهانی بازسازی پساجنگ در ۱۲ جلد کتاب

تلقی رایج از موسسات خیریه غلط است؛ انتشار نخستین گزارش زیست بوم خیریه

برگزاری جشن‌های میلاد پیامبر مهربانی‌ها با محوریت خون‌خواهی رهبر شهید

رجبی دوانی: نیازمند «انقلابی درون انقلاب» هستیم

آیا بین «امر تاریخی» و «امر ایمانی» می توان تمایزی مفهومی ایجاد کرد؟

ثبت نام آزمون پذیرش پزشکی از لیسانس ۱۴۰۵ آغاز شد/ اعلام جزئیات آزمون

محکومیت اقدام غیرقانونی آمریکا علیه متقاضیان آزمون‌های بین‌المللی

واکنش وزیر علوم به تحریم‌های علمی آمریکا

مهلت انتخاب رشته آزمون کارشناسی‌ارشد سال ۱۴۰۵ تمدید شد

اعلام جزئیات مرحله شفاهی آزمون‌های دانشنامه تخصصی و فوق تخصصی پزشکی

برگزاری آزمون‌های تافل و GRE رسماً در ایران متوقف شد

ایران پرچمدار المپیاد فناوری نانو در سطح جهانی

برگزاری بزرگداشت ابوریحان بیرونی از سوی فلاسفه و اساتید

ارزش از کدنویسی به فهم مسئله منتقل می‌شود

از نگاه امیرالمومنین(ع) راه مهار طمع انسان به قدرت و ثروت چگونه است؟

تاب‌آوری کودکان در جنگ را با داستان‌ افزایش دهیم

جزئیات بورسیه تحصیلی صنعت و مشاغل در پذیرش کارشناسی ارشد ۱۴۰۵

در طبیعت چه خبر است؟ یک مجموعه خواندنی برای کودکان

البرز زیر بار کمبود مدرسه؛ مهاجرت چالش بزرگ مدارس البرز

تاکید علمای مسلمان بر عملی کردن وحدت و ایستادگی در مقابل دشمن مشترک

نوار نانویی ۳ داروی مسکن را در کمتر از ۲ ثانیه آزاد می‌کند

آغاز انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد

توانمند سازی و گذار از الفبا رویکرد جدید سواد آموزی استان سمنان

دلاور تنگستانی که حماسه‌ بی پایان غیرت در خلیج فارس را زنده کرد

منشور کوروش بدون حتی یک رای مخالف و اصلاحیه در یونسکو ثبت شد

برگزاری رویداد رحمه للعالمین در باغ کتاب

خوانش هجرتی تاریخی توسط یک زن در سپهر فرهنگی ایران

هنر صاحب جواهر ایستادن میان قالب نص و روح تشریع در فقاهت بود

وقف بر پایه ایثار، نوع‌دوستی و دوراندیشی استوار است

کاظمی: دشمن تلاش می‌کند تا دولت‌ها را از صف مردم جدا کند

واکنش دانشگاه صنعتی خواجه نصیر به کناره گیری رئیس آن

افتتاح دفاتر مشاوره وقف در سراسر کشور

امین و مهدیه احمدزاده؛ خواهر و برادر شهید مینابی

تاکید بر نقش هنرستان‌ها در مقابله با چالش‌های جنگ اقتصادی

پرچم ایران روایتی از خون، باور، ایستادگی و تمنای رسیدن