في تقدم كبير في مجال أبحاث الأدوية، ابتكر علماء في جامعة ولاية أوهايو نظام ذكاء اصطناعي قد يُحدث ثورة في طريقة تطوير الأدوية الجديدة.
النموذج التوليدي الجديد، الذي يحمل اسم DiffSMol، تم تطويره بواسطة فريق بقيادة البروفيسورة شيا نينغ من قسمي المعلوماتية الطبية الحيوية وعلوم وهندسة الحاسوب بالجامعة. يعمل DiffSMol من خلال تحليل أشكال الليجاندات المعروفة – وهي الجزيئات التي ترتبط بالأهداف البروتينية – ويستخدم هذه الأشكال كشرط لتوليد جزيئات ثلاثية الأبعاد جديدة بالكامل بخصائص ارتباط محسّنة.
وأوضحت نينغ: "باستخدام الأشكال المعروفة كشرط، يمكننا تدريب نموذجنا على توليد جزيئات جديدة ذات أشكال مشابهة لا توجد في قواعد البيانات الكيميائية السابقة". فعالية النظام كانت لافتة – فعند إنشاء جزيئات لديها القدرة على تسريع تطوير الأدوية، حقق DiffSMol معدل نجاح بلغ 61.4%، متفوقًا بشكل كبير على المحاولات البحثية السابقة التي لم تتجاوز نسبة نجاحها 12% تقريبًا.
استعرض الباحثون قدرات DiffSMol من خلال دراسات حالة على جزيئات تستهدف إنزيم CDK6، الذي يمكنه تنظيم دورات الخلية والتأثير على نمو السرطان، وإنزيم NEP المستخدم في علاجات تهدف إلى إبطاء تقدم مرض الزهايمر. أظهرت النتائج أن الجزيئات التي أنشأها الذكاء الاصطناعي من المرجح أن تكون فعّالة للغاية، حيث تفوق DiffSMol على الطرق التقليدية في قوة الارتباط بنسبة 13.2%، وبنسبة 17.7% عند دمجه مع التوجيه الشكلي.
يأتي هذا الاختراق في الوقت الذي تضع فيه إدارة الغذاء والدواء الأمريكية أطرًا تنظيمية جديدة للذكاء الاصطناعي في تطوير الأدوية. ففي يناير 2025، أصدرت الإدارة مسودة إرشادات بعنوان "اعتبارات لاستخدام الذكاء الاصطناعي لدعم اتخاذ القرار التنظيمي للأدوية والمنتجات البيولوجية"، وقدمت فيها توصيات حول استخدام الذكاء الاصطناعي لدعم القرارات التنظيمية المتعلقة بسلامة وفعالية وجودة الأدوية.
وبينما تستغرق عملية تطوير الأدوية التقليدية عادةً حوالي عقد من الزمن من الاكتشاف حتى الوصول إلى السوق، فإن الأساليب المعتمدة على الذكاء الاصطناعي مثل DiffSMol قد تقلّص هذا الإطار الزمني بشكل كبير. وقد أتاح فريق البحث كود DiffSMol للعلماء الآخرين، مع الإقرار بوجود بعض القيود الحالية – إذ يمكن للنظام حاليًا توليد جزيئات جديدة فقط استنادًا إلى أشكال الليجاندات المعروفة مسبقًا، وهو قيد يأملون في تجاوزه في الأعمال المستقبلية.