مهندسون في الذكاء الاصطناعي يصممون جسيمات نانوية لتحسين إيصال الأدوية

هندسة حيوية في جامعة دوك تُطوّر منصة ذكية تجمع بين الذكاء الاصطناعي والتجريب الآلي لتصميم جسيمات نانوية لتحسين توصيل الأدوية. تُعد هذه المنصة، التي أطلق عليها اسم TuNa-AI، خطوة مهمة في تجاوز التحديات التقليدية في تطوير أنظمة توصيل الأدوية، خاصةً للأدوية الصعبة التصنيع أو التعبئة. في تجربة تأكيدية، استخدم الفريق المنصة لتصميم جسيمات نانوية ناجحة في توصيل "فينيتوكلاكس"، دواء كيميائي يستخدم في علاج سرطان الدم اللوّمي الحاد، حيث أظهرت الجسيمات تحسناً ملحوظاً في الذوبانية وقدرتها على إيقاف نمو خلايا السرطان في المختبر مقارنة بالدواء المُعطّل. كما تمكّنت المنصة من تقليل استخدام مادة مُضادة للسرطان (مُحتمل التسبب في سرطانات) بنسبة 75% في صيغة دواء كيميائي آخر، مع الحفاظ على فعالية الدواء وتحسين توزيعه في نماذج حيوانية. يُعدّ التحدي الرئيسي في تصميم الجسيمات النانوية هو التوازن بين تركيبة المادة الفعالة والمواد المساعدة (الإكسيبينتس)، التي تُستخدم لتحسين الاستقرار والامتصاص. فبينما تُستخدم نماذج الذكاء الاصطناعي الحالية في اختيار المواد أو تحديد النسب، إلا أنها غالبًا ما تركز على أحد الجانبين فقط، مما يحد من كفاءتها. أما TuNa-AI، فتمكّن من تحليل كمّ كبير من الصيغ (1275 صيغة مختلفة) باستخدام منصة تجريبية آلية، ما يسمح للذكاء الاصطناعي بفهم كيفية تأثير التغيرات في النسب على كفاءة الجسيمات. النتيجة: زيادة بنسبة 42.9% في نجاح تكوين الجسيمات النانوية مقارنة بالطرق التقليدية. كما أظهرت النماذج المحسّنة تحسناً كبيراً في الخصائص الفيزيائية والبيولوجية، ما يفتح الباب أمام تطوير علاجات أكثر أماناً وفعالية. يؤكد الدكتور دانيال ريكير، الأستاذ المساعد في الهندسة الحيوية، أن هذه المنصة تمثل خطوة أساسية نحو تحسين تصميم الجسيمات النانوية، ليس فقط لتطوير أدوية جديدة، بل أيضاً لتحسين الصيغ الحالية وجعلها أكثر أماناً. ويُخطط الفريق لتوسيع استخدام المنصة لتطبيقات علاجية وتشخيصية مختلفة، بالتعاون مع باحثين وطبيين داخل وخارج الجامعة. النتائج تُظهر إمكانات كبيرة لتحويل تطوير أنظمة توصيل الأدوية من عملية تجريبية وطويلة إلى عملية أسرع وأكثر دقة، باستخدام الذكاء الاصطناعي كأداة حاسمة في التصميم والتحسين.