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.

ماندگاری ۸۲ درصدی نخبگان؛ جذب ۴۲۰ فارغ‌التحصیل از دانشگاه‌های برتر جهان

تیک تاک دوباره برای کارمندان دولت آمریکا مجاز شد

آیین بزرگداشت رهبر شهید انقلاب فردا در دانشگاه تهران برگزار می‌شود

شرکت سامسونگ کارمندانش در آمریکا را تعدیل کرد

توییت جالب اکانت سفارت ایران درباره ادعای رهگیری موشک های ایران

اعلام نتایج نهایی آزمون دکتری سال ۱۴۰۵ در دهه اول مردادماه

نحوه برگزاری امتحانات و کلاس‌های دانشگاه‌های علوم پزشکی استان‌های جنوبی

مهلت تخلیه خوابگاه‌های دانشجویی دانشگاه الزهراء تمدید شد

درخشش تیم ملی رباتیک ایران در رقابت روبوکاپ جهانی ۲۰۲۶

توضیح معاون علمی رئیس جمهور درباره سند راهبردی «توسعه فرانچایز دانش‌بنیان»

امارات مقصد بعدی موشک‌های ایرانی؟ +عکس

تغییر در فرایند پذیرش دانشجومعلمان/ ایجاد سهمیه بومی برای برخی رشته‌ها

بررسی افزایش ۳۰ تا ۵۰ درصدی وام‌های دانشجویی

آخرین وضعیت صدور احکام انضباطی دانشجویان خاطی حوادث دی ماه اعلام شد

دفترچه سوالات کنکور ارشد ۱۴۰۵ منتشر شد/ اعلام کلید تا ۳۱ تیر

فروشگاه‌های اپ طرف ثالث بالاخره وارد اندروید می‌شوند

ترامپ دسترسی به پست‌هایش در شبکه اجتماعی تروث را می‌فروشد

آزمون‌ کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ در رشته‌های شناور برگزار شد

کنکور سراسری ۱۴۰۵ در موعد مقرر برگزار می‌شود/تامین امنیت آزمون

بزرگداشت رهبر شهید و دکتر مصباح‌الهدی باقری‌کنی در دانشگاه امام صادق

گوگل باید دسترسی به سرویس‌هایش را برای رقبا فراهم کند

نوبت آخر آزمون‌ کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ برگزار شد

رگولاتور انگلیس درباره تیک تاک تحقیق می کند

برگزاری کنکور ارشد ۱۴۰۵ برای توان‌خواهان و زندانیان

آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ در سلامت و آرامش برگزار شد

نوشته‌ای که بالای سر یک کودک سرطانی در بیمارستان بقایی اهواز نصب شده

دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) به پیش‌بینی حذف شرور جهان پرداخت

حال خواننده معروف موسیقی بختیاری خوب نیست

سیاست بچه‌گانه ترامپ سوژه کارتون هنرمند برزیلی شد

ایران قبرستان متجاوزین+عکس

کارگردان سریال پایتخت درباره رهبر شهید مستند می‌سازد

کامران نجف زاده به جنوب سفر کرد

وزیر آموزش و پرورش: کیفیت‌بخشی و عدالت آموزشی دو راهبرد اصلی دولت است

غرق شدن ترامپ، سوژه جدیدترین دیوارنگاره تهران

آغاز دوره‌های راهبردهای تربیت و یادگیری مربیان پیش‌دبستانی در مراکز کانون پرورش فکری

نقش سازنده نخبگان در حل مسائل کشور

پویش «حفظ جزء ۳۰ قرآن» ویژه کودکان و نوجوانان برگزار می‌شود

جزئیات ثبت نام آزمون دانشنامه و گواهینامه تخصصی دندانپزشکی اعلام شد

امتحانات نهایی رشته‌های تحصیلی پایه دوازدهم در ۴ استان لغو شد

لزوم چرخش تحولی در دانشگاه فرهنگیان

الگوریتم ایکس پاسخ‌های دوستان کاربر به پست‌ها را اولویت می‌دهد

الگوریتم ایکس پاسخ‌های دوستان کاربر به پست‌ها را اولویت می‌دهد

واکنش معاون نهاد رهبری به اخراج یک کارمند دانشگاهی به دلیل پیگیری پوشش

مهلت پژوهش برای مادران پژوهشگر به ازای تولد فرزند تمدید شد

نخستین ماهواره راداری کشور در آستانه رونمایی

بیش از ۴۲۰ هزار داوطلب آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ کارت گرفتند

جزئیات طرح جدید تغذیه دانشجویی اعلام شد

تبریک وزیر آموزش و پرورش به قهرمانان المپیاد جهانی فیزیک

روایت ایستادگی ایران در مجلات رشد دانش آموزان

دستورالعمل تداوم برپایی میادین و تجمعات مردمی اعلام شد

پایگاه‌سازی برای آینده جهان تشیع/ارتباط عاطفی آیت الله بروجردی با مسجد چگونه بود؟

نسب رهبر شهید به کدام امامزاده‌های ایران می‌رسد؟

تصویری دیده‌نشده از آیت الله سید مجتبی خامنه‌ای در سرپل‌ ذهاب

آخرین تصویر منتشر شده از لیندسی گراهام قبل از مرگش در اوکراین+عکس

نگاهی دقیق به ارزیابی احادیث تحلیلی با تکیه بر روش فهرستی در این کتاب خواندنی

ابراز همدردی الهام پاوه نژاد در واکنش به حملات دشمن به جنوب کشور

چرا غرب از آیت‌الله خامنه‌ای هراس داشت؟

اینفوگرافیک/در چه صورت از آزمون جامع دکتری معاف می‌شویم؟

شیاطین در سوگ لیندسی گراهام +عکس

چت جی تی پی از دسترس خارج شد

هشدار سازمان سنجش درباره فعالیت صفحات جعلی در شبکه‌های اجتماعی

پیام تسلیت وزیر علوم در پی شهادت دانشجوی دانشگاه هرمزگان

تفکیک پذیرش سوابق تحصیلی از آزمون؛ تأکید معاون آموزشی وزارت علوم بر بازه زمانی واحد

گذراندن ۷ واحد درسی از میان دروس ارائه شده معارف اسلامی برای این دانشجویان الزامی شد

معاون علمی رئیس جمهور بر توسعه زیرساخت‌های کوانتومی تاکید کرد

تیم ملی المپیاد فیزیک ایران در المپیاد ۲۰۲۶ کلمبیا غوغا به پا کرد

گلوله مخصوص ساقط کردن پهپادهای سریع توسط روسیه ساخته شد

پسر استیو جابز به سرطان مبتلا شد

تبریک رئیس فرهنگستان علوم به قهرمانان المپیادهای جهانی ریاضی و فیزیک

تصویری از تبلت جدید سامسونگ لو رفت +عکس

درمان ناباروری مردان با سلول‌های بنیادی در آزمایشگاه

ستون‌های غلیظ دود در مرزهای مشترک عراق و کویت+عکس

دود از پایگاه آمریکایی بلند شده از خاک عراق قابل مشاهده است +عکس

کشف یک محراب تاریخی در پاسارگاد+عکس

لیندسی گراهام که امروز به درک واصل شد که بود؟ +عکس

اتحادیه اروپا فیس بوک و اینستاگرام را تهدید کرد

ایلان ماسک مالک اوپن ای آی را به سرقت تجاری محکوم کرد

نماز شب اول قبر چگونه خوانده می‌شود؟ زمان اقامه نماز رهبر شهید

سیره امام سجاد(ع) در کادرسازی فکری و تجدید حیات معنوی جامعه

دستیابی به جامعه قرآنی هدف متعالی رهبر شهید

مهلت پژوهش برای مادران پژوهشگر به ازای تولد فرزند تمدید شد

امتحانات نهایی رشته‌های تحصیلی پایه دوازدهم در ۴ استان لغو شد

لزوم چرخش تحولی در دانشگاه فرهنگیان

جزئیات ثبت نام آزمون دانشنامه و گواهینامه تخصصی دندانپزشکی اعلام شد

ایران قبرستان متجاوزین+عکس

بیش از ۴۲۰ هزار داوطلب آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ کارت گرفتند

آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ در سلامت و آرامش برگزار شد

کامران نجف زاده به جنوب سفر کرد

حال خواننده معروف موسیقی بختیاری خوب نیست

وزیر آموزش و پرورش: کیفیت‌بخشی و عدالت آموزشی دو راهبرد اصلی دولت است

نخستین ماهواره راداری کشور در آستانه رونمایی

دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) به پیش‌بینی حذف شرور جهان پرداخت

جزئیات طرح جدید تغذیه دانشجویی اعلام شد

واکنش معاون نهاد رهبری به اخراج یک کارمند دانشگاهی به دلیل پیگیری پوشش

آغاز دوره‌های راهبردهای تربیت و یادگیری مربیان پیش‌دبستانی در مراکز کانون پرورش فکری

نوشته‌ای که بالای سر یک کودک سرطانی در بیمارستان بقایی اهواز نصب شده

الگوریتم ایکس پاسخ‌های دوستان کاربر به پست‌ها را اولویت می‌دهد

بررسی افزایش ۳۰ تا ۵۰ درصدی وام‌های دانشجویی

نقش سازنده نخبگان در حل مسائل کشور

کارگردان سریال پایتخت درباره رهبر شهید مستند می‌سازد

برگزاری کنکور ارشد ۱۴۰۵ برای توان‌خواهان و زندانیان

پویش «حفظ جزء ۳۰ قرآن» ویژه کودکان و نوجوانان برگزار می‌شود

غرق شدن ترامپ، سوژه جدیدترین دیوارنگاره تهران

الگوریتم ایکس پاسخ‌های دوستان کاربر به پست‌ها را اولویت می‌دهد

سیاست بچه‌گانه ترامپ سوژه کارتون هنرمند برزیلی شد

نحوه برگزاری امتحانات و کلاس‌های دانشگاه‌های علوم پزشکی استان‌های جنوبی

گوگل باید دسترسی به سرویس‌هایش را برای رقبا فراهم کند

کنکور سراسری ۱۴۰۵ در موعد مقرر برگزار می‌شود/تامین امنیت آزمون

آخرین وضعیت صدور احکام انضباطی دانشجویان خاطی حوادث دی ماه اعلام شد

دفترچه سوالات کنکور ارشد ۱۴۰۵ منتشر شد/ اعلام کلید تا ۳۱ تیر