هل سينقذنا الذكاء الاصطناعي من "كوفيد-19"؟ أداة جديدة يُزعم قدرتها على إنتاج نماذج لقاح في دقائق!

كشف باحثون في جامعة جنوب كاليفورنيا (USC) عن طريقة قوية بشكل لا يصدق، مدعومة بالذكاء الاصطناعي، لإنتاج لقاح جديد محتمل ضد "كوفيد-19" في غضون دقائق أو حتى ثوان.

ويمكن أن تمثل العملية الجديدة، التي طُوّرت في كلية الهندسة في جامعة جنوب كاليفورنيا Viterbi، نقطة تحول رئيسية في حرب المعلومات ضد فيروس كورونا وطفراته العديدة الفتاكة التي تفرض ضرائب على طرح لقاح عالمي صعب بالفعل.

واستفاد فريق من الذكاء الاصطناعي (AI) لتسريع تحليل اللقاح، الذي يمكن تكييفه بسرعة وسهولة لتحليل الطفرات الفيروسية نفسها.

وباستخدام خوارزمية التعلم الآلي، يمكن للنموذج أن يكمل دورات تصميم اللقاح في غضون دقائق أو حتى ثوان، في إنجاز استغرق قبل الوباء شهورا إن لم يكن سنوات، ما يوضح مدى تقدم البشرية في الـ 12 شهرا الماضية.

وقال بول بوجدان، الأستاذ المساعد في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في جامعة جنوب كاليفورنيا Viterbi: "إن إطار عمل الذكاء الاصطناعي هذا، المطبق على تفاصيل هذا الفيروس، يمكن أن يوفر اللقاحات المرشحة في غضون ثوان ونقلها إلى التجارب السريرية بسرعة لتحقيق العلاجات الطبية الوقائية دون المساس بالسلامة".

وتعمل الطريقة على تحسين العلاجات الممكنة لسلالة معينة من فيروس SARS-CoV-2 بسرعة كبيرة، ما يقضي على زهاء 95% من المركبات المحتملة التي يمكن استخدامها في اللقاحات.

وباستخدام سلالة واحدة من SARS-CoV-2 وحدها، تنبأ النظام بـ 26 لقاحا محتملا قُلّصت بعد ذلك إلى 11 لقاحا فقط، وكلها تهاجم البروتينات الشائكة للفيروس التي يستخدمها لاختراق الخلايا البشرية ودخولها.

ويمكن للنظام الذي يعمل بالذكاء الاصطناعي ابتكار لقاحات جديدة في أقل من دقيقة، والتحقق من جودتها في أقل من ساعة، في إنجاز مذهل وواعد حقا، بمجرد التحقق منه بشكل مستقل واختباره بدقة، بالطبع.

ولا يمكن أن يكون التوقيت أفضل أيضا، حيث أن المجتمع الطبي قلق بشكل متزايد من أن المتغيرات والطفرات الجديدة للفيروس ستكون مقاومة للجيل الحالي من اللقاحات، التي تُنشر حاليا في جميع أنحاء العالم.

وعلاوة على ذلك، استخدم نظام النموذج الأولي الحالي اثنين فقط من 700000 بروتين محتمل لتطوير تصميمات اللقاح الخاصة به، ما فتح الباب أمام ترسانة من اللقاحات المرشحة لا تقبل المنافسة دائما.

وتستمد خوارزمية التعلم الآلي قاعدة بيانات عملاقة للمعلوماتية الحيوية تسمى قاعدة بيانات Epitope المناعية (IEDB). وتعد Epitope جزءا من مستضد - شيء يثير استجابة مناعية - حيث يمكن لجسم مضاد الارتباط.

وتحتوي قاعدة البيانات على 600000 Epitope معروفة من زهاء 3600 نوع مختلف، بما في ذلك تسلسل الجينوم والبروتين الشوكي لـ SARS-CoV-2.