تسريع اكتشاف المضادات الحيوية باستخدام ChatGPT
يستخدم الدكتور سيزار دي لا فوينتي وفريقه أدوات جديدة لمكافحة مقاومة مضادات الميكروبات.
«من المذهل أن نفكر في مدى ضآلة ما نعرفه وفي كثرة ما لا يزال ينتظر الاكتشاف. أحاول إيصال هذه الفكرة إلى الشباب، لأجعلهم يدركون أن المستقبل لهم. نحن بالكاد نفهم أي شيء عن العالم، وهذا أمر مثير؛ لأن هنا يأتي دور العلم في مساعدتنا» —د. سيزار دي لا فوينتي
«تساعدنا أدوات مثل ChatGPT على تسريع وتيرة الاكتشاف العلمي. إنها حقًا ساحة رحبة للتجربة بالنسبة إلى عالم مثلي».
مشكلة متفاقمة
يعتمد الطب الحديث على المضادات الحيوية الفعالة، التي تساعدنا على التعافي من الأمراض الشائعة والعمليات الجراحية والولادة وغيرها. لكن ثمة مشكلة متفاقمة: فالبكتيريا التي تكافحها المضادات الحيوية قادرة على الصمود، وكلما أكثرنا من استخدام المضادات لمكافحتها، ازدادت فرص سلالاتها المقاومة في الانتشار والسيادة. تُعرف هذه الظاهرة باسم مقاومة مضادات الميكروبات (AMR). ترتبط مقاومة البكتيريا لمضادات الميكروبات بنحو 5 ملايين وفاة سنويًا، ومن المتوقع أن يتضاعف هذا العدد بحلول عام 2050.
تُعد المضادات الحيوية الجديدة ضرورية لمكافحة هذه المقاومة، لكن الطريقة التقليدية، التي يخرج فيها العلماء إلى الطبيعة وينقّبون في التربة والنباتات وغيرها من المواد العضوية بحثًا عن جزيئات نشطة، تستغرق وقتًا طويلًا وتعتمد كثيرًا على التجربة والخطأ. تتيح أدوات مثل ChatGPT وCodex للدكتور سيزار دي لا فوينتي وفريقه اتباع نهج مبتكر وأسرع لتحديد جزيئات جديدة لمكافحة مقاومة مضادات الميكروبات. يقول: «ننجز كل شيء بالسرعة الرقمية».
«غالبًا ما أحتسي فنجانًا من القهوة، فأجد أن فريقي قد اكتشف بالفعل عددًا هائلًا من الجزيئات الجديدة التي قد يصبح أحدها المضاد الحيوي المقبل».
«يتولى مختبرنا مشروعات تنطوي على مخاطر عالية، لكن عندما ننجح فيها تكون النتائج مذهلة».
—مارسيلو دير توروسيان توريس
«Codex مساعد رائع. عندما أرغب في تنفيذ شيء ما، يستطيع Codex إنجازه في ثانية واحدة. إنه يوفر وقتي ويتيح لي إنجاز أمور أخرى».
—إريك هارتمان
«بصفتي عالمة تجريبية، يُعد تطوير خوارزمية خطوة هائلة بالنسبة إليّ. يمكنني استخدام Codex لكتابة برنامج نصي وضمان تمثيل بياناتي بيانيًا بالطريقة نفسها في كل تجربة».
—أنجيلا سيزارو
التعامل مع علم الأحياء بوصفه شيفرة
من أبرز الإنجازات التي حققها مختبر دي لا فوينتي التعامل مع هذه المعضلة بوصفها مشكلة معلوماتية: فالحمض النووي، لبنة الحياة الأساسية، ليس سوى شيفرة. تساعدهم أدوات مثل ChatGPT على ابتكار خوارزميات تستطيع فرز الأنظمة المعقدة التي تشكّل عالمنا بسرعة، وتحديد مركّبات واعدة لمضادات حيوية جديدة في غضون ساعات بدلًا من سنوات.
«يمكننا الآن اكتشاف جزيئات جديدة للمضادات الحيوية في غضون ساعات قليلة بدلًا من خمس أو ست سنوات».
«يتيح Codex الآن لمن لم يسبق له البرمجة ولا يفهم لغة علوم الحاسوب أن يمارسها».
—د. سيزار دي لا فوينتي
تعمل أنجيلا في المختبر الرطب على صنع جزيئات لاختبارها.
أصبح ChatGPT جزءًا أساسيًا من سير العمل في مختبر دي لا فوينتي. «لقد أصبح العقل المشترك للمختبر. إنه يعرف كيف يفكر مختلف أعضاء الفريق في العلوم لأننا نودع فيه كثيرًا من أفكارنا»، يقول الدكتور دي لا فوينتي. «إنه يجسّد طريقة تفكيرنا حقًا: توليدنا للأفكار وبراعتنا وكل ما نضيفه بوصفنا بشرًا».
أزال Codex الحواجز بين أعضاء الفريق، الذين تتنوع تخصصاتهم من العلوم التقليدية إلى علم الأحياء الحاسوبي وهندسة التعلم الآلي. «أشخاص لم يكونوا قبل خمس سنوات ليلمسوا حاسوبًا إلا لتحليل البيانات، أصبحوا الآن قادرين على ممارسة علم الأحياء الحاسوبي. وبات بإمكانهم كتابة خوارزميات لتحديد الأنماط في بياناتهم، أو عرض نتائجهم بصريًا بطرق لم تكن ممكنة من قبل».
«يتميز مختبرنا بتنوع كبير؛ إذ يضم كيميائيين وعلماء أحياء وعلماء حاسوب. لدينا مواهب كثيرة تعمل في مجالات مختلفة».
—جيانينغ باي
تصوير مرئي للتراكيب الجزيئية التي يبحث فيها مختبر دي لا فوينتي على نطاق واسع.
«يستطيع الذكاء الاصطناعي الربط بين المعارف من تخصصات مختلفة، ما يساعدنا على طرح أسئلة أفضل وتطوير أساليب أفضل لحل مشكلات شديدة الصعوبة».
—تيانانغ لينغ
«لن أكون مؤديًا لعملي حقًا إن لم نحاول التصدي لمشكلات هائلة».
مستقبل المضادات الحيوية
يساعد الجمع بين الإبداع البشري وذكاء الآلة على رسم مسار مشوّق لمستقبل الطب. يقول: «حتى قبل عامين فقط، كنت متشائمًا بشأن قدرتنا على مجاراة سباق التسلح بين مقاومة مضادات الميكروبات وقدرة البشرية على ابتكار جزيئات جديدة. لكن بعض الأنظمة التي طورناها مؤخرًا باستخدام أدوات مثل ChatGPT تمنحني الآن أملًا يفوق ما توقعت». وبالنسبة إلى الدكتور دي لا فوينتي، يصب كل ما يفعله في خدمة هدف واحد: تخفيف المعاناة وإنقاذ الأرواح. «انتظرت طوال حياتي ظهور أدوات تتيح لنا إنجاز ما نفعله اليوم».
«وجدنا أن كثيرًا من الجزيئات التي اكتشفناها قادر بالفعل على قتل مسببات الأمراض المعاصرة».
—د. سيزار دي لا فوينتي
«تخيّل جزيئًا ابتكرته على حاسوب، ويمكنه إنقاذ الأرواح. أعتقد أن العلماء يعيشون من أجل تلك اللحظات التي يكتشفون فيها شيئًا لم يكتشفه أحد من قبل في تاريخ العالم».