بحثا عن حلول للأمراض المعدة، استخدم باحثون اسكتلنديون نموذجًا للتعلم الآلي لتحديد ثلاث مركبات يمكنها مكافحة الشيخوخة.
وأفاد القائمون على الدراسة من جامعة إدنبره، بأن نهجهم يمكن أن يكون وسيلة فعالة لتحديد الأدوية الجديدة، خاصة للأمراض المعقدة، بحسب ما نشره موقع New Atlas نقلًا عن دورية Nature Communications.
وأوضحوا أن الانقسام الخلوي ضروري لنمو الجسم وللأنسجة لتجديد نفسها.
وكشفوا أن التجربة تعمل على إعادة إزالة الخلايا الشائخة من الجسم عن طريق جهاز المناعة، إلا أنه ومع التقدم في العمر، يكون جهاز المناعة في جسم الإنسان أقل فاعلية في التخلص من هذه الخلايا ويزداد عددها. ارتبطت الزيادة في الخلايا الشائخة بأمراض مثل السرطان ومرض الزهايمر والسمات المميزة للشيخوخة مثل تدهور البصر وقلة الحركة. ونظرًا للتأثيرات الضارة المحتملة على الجسم، كان هناك دافع لتطوير مركبات فعالة للشيخوخة، وهي مركبات تساعد على تخلص الجسم من الخلايا الشائخة.
أدوية واعدة وطريقة رائدة
حددت الدراسات السابقة بعض الأدوية الواعدة التي تناسب حالات الشيخوخة، لكنها غالبًا ما تكون سامة للخلايا السليمة. لذا، استخدمت الدراسة الجديدة، التي أجراها باحثون من جامعة إدنبرة، طريقة رائدة للبحث عن مواد كيميائية يمكنها القضاء على الخلايا المعيبة بأمان وفعالية.
بناء على ذلك، طور الباحثون نموذجًا للتعلم الآلي ودربوه على التعرف على السمات الرئيسية للمواد الكيميائية ذات الخصائص في حالات الشيخوخة. جاءت بيانات التدريب النموذجية من مصادر متعددة، بما يشمل الأوراق البحثية الأكاديمية وبراءات الاختراع التجارية، وتم دمجها مع مركبات من مكتبتين كيميائيتين موجودتين تحتويان على مجموعة واسعة من المركبات المعتمدة من إدارة الغذاء والدواء الأميركية FDA أو مركبات كيميائية وصلت إلى مرحلة التجارب السريرية.
واحتوت مجموعة البيانات الكاملة على 2523 مركبًا وتضمنت مركبات لها خصائص لعلاج أمراض الشيخوخة وأمراض أخرى. ثم تم استخدام الخوارزمية لفحص أكثر من 4000 مادة كيميائية تم تحديد 21 مرشحًا محتملاً منها.
وباختبار المركبات الكيميائية المرشحة، اكتشف الباحثون أن ثلاث مواد كيميائية، هي تحديدًا جينكجيتين وبيريبلوسين وأولياندرين، تؤدي إلى التخلص من الخلايا الشائخة دون الإضرار بالخلايا السليمة. من بين المركبات الكيميائية الثلاثة، تبين أن مركب أولياندرين هو الأكثر فعالية، مع ملاحظة أن المركبات الثلاثة جميعها منتجات طبيعية موجودة في الأدوية العشبية التقليدية.
كما يتم استخراج مادة أولياندرين من نبات الدفلى وله خصائص مشابهة لعقار الديجوكسين المستخدم لعلاج قصور القلب وبعض حالات القلب غير الطبيعية مثل عدم انتظام ضربات القلب). أظهرت الدراسات أن الأولياندرين يمتلك خصائص مضادة للسرطان وللالتهابات ولفيروس نقص المناعة البشرية وللميكروبات وللأكسدة.
وتعتبر مادة أولياندرين شديد السمية بما يتجاوز المستويات العلاجية، مما يعيق استخدامه في تجارب سريرية على البشر. على هذا النحو، لم تتم الموافقة عليه من قبل الهيئات التنظيمية كدواء وصفة طبية أو مكمل غذائي.
كما ثبت أن مركب الجينكستين له خصائص مضادة للسرطان وللالتهابات وللميكروبات وللأكسدة. يُستخرج الجنكة من شجرة الجنكة، وهي أقدم أنواع الأشجار الحية التي تُستخدم أوراقها وبذورها في طب الأعشاب الصيني منذ آلاف السنين. يتوفر مستخلص الجنكة بيلوبا عالي التركيز المصنوع من أوراق الشجرة المجففة بدون وصفة طبية. إنه أحد المكملات العشبية الأكثر مبيعًا في جميع أنحاء الولايات المتحدة وأوروبا.
علامة فارقة
ويقول الباحثون إن النتائج التي توصلوا إليها تظهر أن هذه المركبات لها فعالية مماثلة أو أعلى من الأدوية الحالية المضادة للشيخوخة الموصوفة في الدراسات السابقة. وأكد الباحثون أن طريقتهم القائمة على التعلم الآلي كانت فعالة للغاية، حيث قللت من عدد المركبات التي يجب فحصها بأكثر من 200 ضعف.
وأضافوا أن النهج القائم على الذكاء الاصطناعي يمثل علامة فارقة في تحديد الأدوية الجديدة، وخاصة للأمراض المعقدة.
بدوره، قال الباحث دييغو أويارزن، إن الدراسة توضح أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يكون فعالًا بشكل لا يصدق في مساعدتنا على تحديد الأدوية المرشحة الجديدة، خاصة في المراحل المبكرة من اكتشاف الأدوية والأمراض ذات البيولوجيا المعقدة أو القليل من الأهداف الجزيئية المعروفة".
وقالت الباحثة الرئيسية في الدراسة فانيسا سمير-باريتو، إن الدراسة أثبتت أنه من خلال التعاون المكثف بين علماء البيانات والكيميائيين وعلماء الأحياء ومن خلال تسخير نقاط القوة في هذا المزيج متعدد التخصصات، أصبح من الممكن بناء نماذج قوية وتوفير تكاليف الفحص باستخدام البيانات المنشورة فقط للتدريب على النموذج"، معربة عن أملها في أن تفتح نتائج الدراسة الأبواب أمام فرص جديدة لتسريع تطبيق هذه التكنولوجيا المثيرة للدهشة.
يشار إلى أن الشيخوخة الخلوية الظاهرة تعتبر بمثابة حالة توقف للخلايا بشكل دائم عن الانقسام ولكنها تبقى في الجسم، مما يتسبب في تلف الأنسجة والشيخوخة عبر أعضاء وأنظمة الجسم.
