محققان یک پلتفرم درمانی نوآورانه را به کمک هوش مصنوعی (AI) توسعه دادهاند که ساختارهای پیچیده ویروسها را شبیهسازی میکند. این تحقیق پیشگامانه در تاریخ ۱۸ دسامبر در نشریه معتبر Nature منتشر شد.
ویروسها به طور منحصر به فردی برای محصور کردن ماده ژنتیکی خود داخل پوستههای پروتئینی کروی طراحی شدهاند و این قابلیت آنها را قادر به تکثیر و نفوذ به سلولهای میزبان میسازد. رویای محققان ایجاد پروتئینهای مصنوعی مشابه ویروسها بوده است تا بتوانند “نانوسازههایی” بسازند که رفتار ویروسی را تقلید کرده و ژنهای درمانی را به سلولهای هدف منتقل کنند. اما نانوسازههای موجود با چالشهایی مواجه بودند؛ اندازه کوچک آنها مقدار محدودی از ماده ژنتیکی را حمل میکند و طراحی سادهشان نمیتواند چندوظیفگی پروتئینهای طبیعی ویروسی را شبیهسازی کند.
برای غلبه بر این محدودیتها، تیم تحقیقاتی از طراحی محاسباتی مبتنی بر AI استفاده کردند و موفق شدند ویژگیهای نامتقارن ظریف معمول در ساختارهای ویروسی را بازسازی کنند. نتیجه کار آنها تولید نانوساختارهایی با اشکال چهاروجهی، هشتوجهی و دوازدهوجهی بود که برای نخستین بار انجام شد.
این نانوسازهها متشکل از چهار نوع پروتئین مصنوعی هستند که معماری پیچیدهای با شش سطح مختلف تعاملات پروتئینی تشکیل میدهند. ساختار دوازدهوجهی این نانوسازه توانایی نگهداری سه برابر بیشتر ماده ژنتیکی نسبت به بردارهای تحویل ژن سنتی مانند ویروسهای آدنو مرتبط (AAV) دارد که یک پیشرفت قابل توجه در زمینه درمان ژنی محسوب میشود.
تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی نشان داد که این نانوسازههای طراحی شده توسط هوش مصنوعی قادر به دستیابی به ساختارهای دقیق متقارن بودهاند. آزمایشات عملکرد نیز اثربخشی آنها در انتقال مواد درمانی به سلولهای هدف را نشان داد.
پروفسور لی اظهار داشت: “پیشرفتهای AI فرصتی جدید فراهم کرده است تا ما بتوانیم پروتئینهای مصنوعی جدیدی طراحی کنیم که پاسخگوی نیازهای بشریت باشند.” او باور دارد تحقیقات انجام شده نه تنها روند توسعه درمانهای ژنی بلکه پیشرفت واکسنها و نوآوریهای دیگر پزشکی آینده نیز تسریع خواهد کرد.
در این پروژه، پروفسور لی با پروفسور دیوید بیکر، برنده جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۴ از دانشگاه واشنگتن، همکاری کرد.
کد خبر ۲۰۱۰۳۱۰۲۳.۰۵۵
منبع خبر : ساینس دیلی