Επιτάχυνση της ανακάλυψης αντιβιοτικών με το ChatGPT
Ο Δρ César de la Fuente και η ομάδα του χρησιμοποιούν νέα εργαλεία στη μάχη κατά της αντοχής στα αντιμικροβιακά.
«Είναι εκπληκτικό να σκέφτεσαι πόσο λίγα γνωρίζουμε και πόσα μένουν να ανακαλύψουμε. Προσπαθώ να το μεταδώσω αυτό στους νέους, για να καταλάβουν ότι το μέλλον τούς ανήκει. Δεν κατανοούμε σχεδόν τίποτα για τον κόσμο — και αυτό είναι συναρπαστικό, γιατί εκεί ακριβώς μπορεί να βοηθήσει η επιστήμη». —Δρ. César de la Fuente
«Εργαλεία όπως το ChatGPT μάς βοηθούν να επιταχύνουμε τις επιστημονικές ανακαλύψεις. Είναι πραγματικά μια παιδική χαρά για έναν επιστήμονα σαν εμένα».
Ένα πρόβλημα που διογκώνεται
Η σύγχρονη ιατρική βασίζεται σε αποτελεσματικά αντιβιοτικά, τα οποία μας βοηθούν να αναρρώνουμε από συνηθισμένες ασθένειες, χειρουργικές επεμβάσεις, τον τοκετό και πολλά άλλα. Ωστόσο, υπάρχει ένα ολοένα μεγαλύτερο πρόβλημα: τα βακτήρια που καταπολεμούν τα αντιβιοτικά είναι ανθεκτικά και, όσο περισσότερο χρησιμοποιούμε αντιβιοτικά εναντίον τους, τόσο περισσότερες ευκαιρίες έχουν τα ανθεκτικά στελέχη να επικρατήσουν. Αυτό είναι γνωστό ως αντοχή στα αντιμικροβιακά (AMR). Περίπου 5 εκατομμύρια θάνατοι συνδέονται κάθε χρόνο με τη βακτηριακή AMR και ο αριθμός αυτός αναμένεται να διπλασιαστεί έως το 2050.
Τα νέα αντιβιοτικά είναι απαραίτητα για την αντιμετώπιση της AMR. Ωστόσο, η παραδοσιακή μέθοδος —κατά την οποία οι επιστήμονες αναζητούν στη φύση, στο χώμα, στα φυτά και σε άλλη οργανική ύλη, δραστικά μόρια— είναι χρονοβόρα και βασίζεται συχνά στη δοκιμή και το σφάλμα. Εργαλεία όπως το ChatGPT και το Codex επιτρέπουν στον Δρ César de la Fuente και την ομάδα του να ακολουθούν μια πρωτοποριακή και ταχύτερη προσέγγιση για τον εντοπισμό νέων μορίων στη μάχη κατά της AMR. «Τα κάνουμε όλα με ψηφιακή ταχύτητα», λέει.
«Πολλές φορές, μέχρι να πιω έναν καφέ, η ομάδα μου έχει ήδη ανακαλύψει πάρα πολλά νέα μόρια που θα μπορούσαν να γίνουν το επόμενο αντιβιοτικό».
«Το εργαστήριό μας αναλαμβάνει έργα υψηλού ρίσκου, αλλά όταν πετυχαίνουμε τον στόχο μας, τα αποτελέσματα είναι εκπληκτικά».
—Marcelo Der Torossian Torres
«Το Codex είναι ένας εξαιρετικός συγκυβερνήτης. Όταν θέλω να υλοποιήσω κάτι, το Codex μπορεί απλώς να το δημιουργήσει μέσα σε ένα δευτερόλεπτο. Με βοηθά να εξοικονομώ χρόνο και μου επιτρέπει να ασχολούμαι με άλλα πράγματα».
—Erik Hartman
«Ως επιστήμονας που ασχολείται με πειράματα, η ανάπτυξη ενός αλγορίθμου είναι τεράστιο βήμα για μένα. Μπορώ να χρησιμοποιώ το Codex για να γράφω ένα σενάριο και να διασφαλίζω ότι τα δεδομένα μου απεικονίζονται με τον ίδιο τρόπο σε κάθε πείραμα».
—Angela Cesaro
Αντιμετωπίζοντας τη βιολογία ως κώδικα
Μία από τις μεγάλες καινοτομίες του εργαστηρίου de la Fuente είναι ότι αντιμετωπίζει αυτό το ζήτημα ως πρόβλημα πληροφορίας: το DNA, το δομικό υλικό της ζωής, είναι απλώς κώδικας. Εργαλεία όπως το ChatGPT βοηθούν την ομάδα να αναπτύσσει αλγορίθμους που μπορούν να εξετάζουν γρήγορα τα πολύπλοκα συστήματα που ορίζουν τον κόσμο μας και να εντοπίζουν νέα υποψήφια αντιβιοτικά μέσα σε ώρες αντί για χρόνια.
«Τώρα μπορούμε να ανακαλύπτουμε νέα αντιβιοτικά μόρια μέσα σε λίγες ώρες, αντί για πέντε ή έξι χρόνια».
«Με το Codex, κάποιος που δεν έχει προγραμματίσει ποτέ και δεν κατανοεί τη γλώσσα της επιστήμης των υπολογιστών μπορεί πλέον να το κάνει».
—Δρ. César de la Fuente
Η Angela εργάζεται στο εργαστήριο υγρής ανάλυσης για να δημιουργήσει μόρια προς δοκιμή.
Το ChatGPT έχει γίνει αναπόσπαστο μέρος της ροής εργασίας του εργαστηρίου de la Fuente. «Έχει γίνει ο συλλογικός εγκέφαλος του εργαστηρίου. Γνωρίζει πώς προσεγγίζουν την επιστήμη τα διαφορετικά μέλη της ομάδας, επειδή καταθέτουμε εκεί πολλές από τις ιδέες μας», λέει ο Δρ de la Fuente. «Αποτυπώνει πραγματικά τη σκέψη μας: το πώς γεννάμε ιδέες, την ευρηματικότητά μας και όσα συνεισφέρουμε ως άνθρωποι».
Το Codex έχει καταργήσει τα εμπόδια μεταξύ των μελών της ομάδας, από επιστήμονες παραδοσιακών κλάδων έως υπολογιστικούς βιολόγους και μηχανικούς μηχανικής μάθησης. «Άνθρωποι που πριν από πέντε χρόνια δεν θα άγγιζαν υπολογιστή παρά μόνο για να αναλύσουν δεδομένα μπορούν πλέον να ασχοληθούν με την υπολογιστική βιολογία. Μπορούν να γράφουν αλγορίθμους για να εντοπίζουν μοτίβα στα δεδομένα τους ή να απεικονίζουν τα αποτελέσματά τους με τρόπους που παλαιότερα ήταν αδύνατοι».
«Το εργαστήριό μας είναι πολύ πολυσυλλεκτικό: έχουμε χημικούς, βιολόγους και επιστήμονες υπολογιστών. Διαθέτουμε τόσα ταλέντα που δραστηριοποιούνται σε διαφορετικούς τομείς».
—Jianing Bai
Απεικόνιση των μοριακών δομών που αναζητά σε μεγάλη κλίμακα το εργαστήριο de la Fuente.
«Η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να συνδέει γνώσεις από διαφορετικούς κλάδους, βοηθώντας μας να θέτουμε καλύτερα ερωτήματα και να αναπτύσσουμε καλύτερες μεθόδους για την επίλυση πραγματικά δύσκολων προβλημάτων».
—Tianang Leng
«Δεν θα έκανα σωστά τη δουλειά μου αν δεν προσπαθούσαμε να αντιμετωπίσουμε τεράστια προβλήματα».
Το μέλλον των αντιβιοτικών
Ο συνδυασμός της ανθρώπινης ευρηματικότητας και της νοημοσύνης των μηχανών βοηθά να χαραχτεί μια συναρπαστική νέα πορεία στην ιατρική. «Ακόμη και πριν από μόλις δύο χρόνια, ήμουν απαισιόδοξος για την ικανότητά μας να συμβαδίσουμε με την κούρσα εξοπλισμών μεταξύ της AMR και της ικανότητας της ανθρωπότητας να δημιουργεί νέα μόρια», λέει. «Όμως τώρα, ορισμένα από τα συστήματα που αναπτύξαμε πρόσφατα με εργαλεία όπως το ChatGPT μού δίνουν πολύ περισσότερη ελπίδα απ’ όση περίμενα». Για τον Δρ de la Fuente, όλα όσα κάνει υπηρετούν έναν και μοναδικό στόχο: να μειώσει τον πόνο και να σώσει ζωές. «Περίμενα όλη μου τη ζωή να αποκτήσουμε εργαλεία που μας επιτρέπουν να κάνουμε όσα κάνουμε σήμερα».
«Έχουμε διαπιστώσει ότι πολλά από τα μόρια που ανακαλύψαμε μπορούν πράγματι να εξοντώσουν σύγχρονους παθογόνους μικροοργανισμούς».
—Δρ. César de la Fuente
«Φανταστείτε ένα μόριο που δημιουργήσατε σε υπολογιστή και μπορεί να σώσει ζωές. Πιστεύω ότι οι επιστήμονες ζουν για εκείνες τις στιγμές που ανακαλύπτουν κάτι το οποίο δεν έχει ανακαλύψει ποτέ κανείς στην ιστορία της ανθρωπότητας».