BioAI در توسعه دارو ، روشی نوین در آزمایشگاه

شاید برایتان جالب باشد که هوش مصنوعی به حوزه توسعه دارو نیز قدم گذاشته است. استفاده از BioAI در توسعه دارو امروزه بسیار توسط آزمایشگاه‌ها مورد توجه قرار گرفته است. اما دلیل آن چیست؟ در این مقاله قصد داریم به بررسی این موضوع بپردازیم.

استفاده از  BioAI در توسعه دارو

در توسعه داروها، بررسی ایمنی و اثربخشی دارو بسیار حائز اهمیت است. اما در بسیاری از موارد، این موضوع یک چالش بزرگ محسوب می‌شود. زیرا تقریباً 90 درصد از داروهایی که آزمایشات حیوانی را با موفقیت پشت سر می‌گذارند در آزمایشات بالینی شکست می‌خورند. این آزمایشات ناموفق منجر به ضررهای مالی خواهد شد.

علاوه‌براین، سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) در تلاش است تا آزمایشات حیوانی را به حداقل برساند.

با در نظر داشتن این دو چالش بزرگ در توسعه دارو، آزمایشگاه‌ها به راهکار جدید به نام BioAI در توسعه دارو روی آورده‌اند.

BioAI  به چه معناست؟

BioAI در واقع به معنای استفاده از هوش مصنوعی (AI) در علوم بیولوژی است. هوش مصنوعی به ماشین‌ها اجازه می‌دهد تا وظایفی را که به طور سنتی توسط انسان انجام می‌شود، انجام دهند. در زیست‌شناسی، هوش مصنوعی به خودکارسازی و ساده‌سازی تحلیل تصاویر، پیش‌بینی ساختارهای پروتئینی و کمک به کشف دارو کمک می‌کند.

BioAI در داروسازی ، جایگزینی برای مدل‌های حیوانی

جایگزین کردن مدل‌های حیوانی، یک کار بزرگ برای صنعت داروسازی خواهد بود. استفاده از BioAI در توسعه دارو به عنوان یک جایگزین برای حیوانات آزمایشگاهی، موفقیت چشمگیری در مراحل مختلف کشف و توسعه دارو نشان داده است. اما چرا هنوز هم در آزمایشگاه‌های داروسازی از حیوانات آزمایشگاهی استفاده می‌شود؟

BioAI، یک تکنولوژی پیشرفته در آزمایشگاه محسوب می‌شوند. اما در حال حاضر این تکنولوژی،  نمی‌تواند به طور دقیق ایمنی بالینی دارو را پیش‌بینی کند. زیرا خود داده‌های ارائه شده به هوش مصنوعی، در حال حاضر فقط بر اساس مطالعات حیوانی است و همانطور که در بخش قبلی نیز گفته شد، این داده‌ها در 90 درصد مواقع، ناموفق بوده‌اند.

اما آیا این چالش سبب توقف BioAI در توسعه دارو می‌شود؟

در ادامه به بررسی پاسخ این پرسش خواهیم پرداخت.

فناوری بیمار روی تراشه (Patient-on-a-chip technology)

همانطور که گفته شد، در حال حاضر یکی از چالش‌‌های بزرگ برای استفاده از BioAI در توسعه دارو، این است که داده‌های موجود بر اساس آزمایشات انجام شده روی حیوانات هستند. انتقال این داده‌ها، به داده‌های مختص انسان، مستلزم روش‌های آزمایش جدید و دقیق‌تر است. به همین دلیل پیشرفت‌های زیادی در این زمینه رخ داده است.

فنآوری پیچیده اندام مینیاتوری سه بعدی (3D miniaturized organ) یکی از این پیشرفت‌ها در سال‌های اخیر بوده است. در این روش از فناوری‌های چاپ سه‌بعدی برای مونتاژ چندین نوع سلول، فاکتورهای رشد و مواد زیستی به صورت لایه به لایه استفاده می‌شود. این لایه‌‌ها در نهایت اندام‌های مصنوعی زیستی را ایجاد می‌کنند که به طور ایده‌آل عملکردهای حیاتی را از همتایان طبیعی خود تقلید می‌کنند. به کمک این بافت‌ها و اندام‌های تقلید شده می‌توان، از  BioAI در توسعه دارو به طور بهینه‌تری استفاده نمود.

اما هر پیشرفتی، ممکن است یکسری معایب نیز داشته باشد. معایبی مانند

انتشار ذرات ناسالم در هوا، مشکل در حفظ محیط سلولی و مرگ اندام، منجر به ایجاد تکنولوزی پیشرفته‌تری برای دستیابی به داده‌های انسانی در حوزه داروسازی شده است.

نوآوری بعدی، فناوری بیمار روی تراشه (Patient-on-a-chip technology) است.  قرارگیری چند اندام به هم پیوسته روی یک تراشه‌ی کوچک، پیچیدگی بیشتری دارد. اما ترکیب این تکونولوژی با BioAI در توسعه دارو بسیار کاربردی خواهد بود.

مزایای استفاده از  BioAI در توسعه دارو

پلتفرم‌های BioAI در توسعه دارو، درواقع ترکیبی از هوش مصنوعی فناوری بیمار روی تراشه  هستند. از مزایای این تکنولوژی در توسعه دارو می‌توان به موراد زیر اشاره نمود:

۱. این پلتفرم‌ها از تنوع ژنومی مشتق‌شده از سلول‌های بنیادی استفاده می‌کنند و مسیر روشنی را برای پیشرفت در حوزه کشف و توسعه دارو ارائه می‌دهند.

۲. BioAI توانایی انجام هزاران آزمایش بر روی یک تراشه کوچک را ارائه می‌دهد که به کمک آن می‌توان اثربخشی و ایمنی داروهای توسعه یافته را بررسی نمود. به عنوان مثال، آزمایش‌های سلول‌های بنیادی که بر روی هزاران پلت‌فرم مختلف بیمار روی یک تراشه انجام می‌شود، می‌تواند برای ثبت تنوع ژنومی یک جمعیت خاص و انتخاب دارو‌ی مناسب مورد استفاده قرار گیرد.

۳. پیش‌بینی می‌شود با استفاده از BioAI در توسعه دارو در آینده‌ای نه چندان دور، آزمایشگاه‌ها بتوانند میلیون ها آزمایش را با هزینه‌های کم و نتیجه‌ی دقیق انجام دهند.

سخن پایانی

امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی، دریچه‌‌ای جدید در حوزه داروسازی ایجاد شده و استفاده از  BioAI در توسعه دارو بسیار گسترش یافته است. از مزایای مهم استفاده از هوش مصنوعی در توسعه داروها می‌توان به ایمنی دارو، نتایج بهتر برای بیماران و دسترسی بیشتر به دارو برای بیماران اشاره نمود.