מאיצים את גילוי האנטיביוטיקה בעזרת ChatGPT
ד״ר ססאר דה לה פואנטה וצוותו משתמשים בכלים חדשים במאבק בעמידות לתרופות אנטי-מיקרוביאליות.
"מדהים לחשוב כמה מעט אנחנו יודעים וכמה עוד יש לגלות. אני מנסה להעביר את המסר הזה לצעירים, כדי שיבינו שהעתיד בידיים שלהם. אנחנו בקושי מבינים משהו על העולם — וזה מרגש, כי בדיוק כאן המדע יכול לעזור." —ד״ר ססאר דה לה פואנטה
"כלים כמו ChatGPT עוזרים לנו להאיץ את קצב הגילוי המדעי. זה ממש מגרש משחקים למדען כמוני."
בעיה שהולכת ומחריפה
הרפואה המודרנית נשענת על אנטיביוטיקה יעילה, שעוזרת לנו להחלים ממחלות שגרתיות, להתאושש מניתוחים ומלידה, ועוד. אבל יש בעיה שהולכת ומחריפה: החיידקים שהאנטיביוטיקה נלחמת בהם יודעים לשרוד, וככל שאנחנו משתמשים יותר באנטיביוטיקה נגדם, כך נוצרות יותר הזדמנויות לזנים עמידים להפוך לדומיננטיים. התופעה הזאת נקראת עמידות לתרופות אנטי-מיקרוביאליות (AMR). כ-5 מיליון מקרי מוות בשנה קשורים לעמידות של חיידקים לתרופות אנטי-מיקרוביאליות, והמספר צפוי להכפיל את עצמו עד 2050.
תרופות אנטיביוטיות חדשות חיוניות למאבק בעמידות הזאת. אבל השיטה המסורתית, שבה מדענים יוצאים לטבע ובוחנים קרקע, צמחים וחומרים אורגניים אחרים בחיפוש אחר מולקולות פעילות, גוזלת זמן רב וכרוכה בניסוי וטעייה. כלים כמו ChatGPT ו-Codex מאפשרים לד״ר ססאר דה לה פואנטה ולצוותו לאמץ גישה חדשנית ומהירה יותר לזיהוי מולקולות חדשות במאבק בעמידות לתרופות אנטי-מיקרוביאליות. "אנחנו עושים הכול במהירות של העולם הדיגיטלי", הוא אומר.
"לא פעם, עד שאני מסיים כוס קפה, הצוות שלי כבר מגלה המון מולקולות חדשות שעשויות להפוך לאנטיביוטיקה הבאה."
"המעבדה שלנו לוקחת על עצמה פרויקטים בסיכון גבוה, אבל כשאנחנו מצליחים, התוצאות מדהימות."
—מרסלו דר טורוסיאן טורס
"Codex הוא שותף מצוין לעבודה. כשאני רוצה לממש משהו בקוד, Codex יכול פשוט לייצר אותו בשנייה. הוא עוזר לי לחסוך זמן ומאפשר לי לעשות דברים אחרים."
—אריק הרטמן
"כמדענית שעוסקת בניסויים, פיתוח אלגוריתם הוא צעד עצום מבחינתי. אני יכולה להשתמש ב-Codex כדי לכתוב סקריפט ולהבטיח שאוכל להציג את הנתונים שלי בגרפים באותה צורה בכל ניסוי."
—אנג׳לה צ׳זארו
להתייחס לביולוגיה כאל קוד
אחת מפריצות הדרך הגדולות של מעבדת דה לה פואנטה הייתה להתייחס לבעיה הזאת כאל בעיית מידע: DNA, אבני הבניין של החיים, הוא בסך הכול קוד. כלים כמו ChatGPT עוזרים לצוות לפתח אלגוריתמים שיכולים לסרוק במהירות את המערכות המורכבות שמעצבות את עולמנו ולזהות חומרים חדשים שעשויים לשמש כאנטיביוטיקה בתוך שעות במקום שנים.
"היום אנחנו יכולים לגלות מולקולות אנטיביוטיות חדשות בתוך כמה שעות, במקום חמש או שש שנים."
"בעזרת Codex, גם מי שמעולם לא תכנת ולא מבין את השפה של מדעי המחשב יכול עכשיו לתכנת."
—ד״ר ססאר דה לה פואנטה
אנג׳לה עובדת במעבדה הרטובה ומייצרת מולקולות לבדיקה.
ChatGPT הפך לחלק חיוני מתהליכי העבודה במעבדת דה לה פואנטה. "הוא הפך למוח המשותף של המעבדה. הוא מכיר את הדרך שבה חברי הצוות השונים חושבים על מדע, כי אנחנו משתפים אותו בהרבה מהרעיונות שלנו", אומר ד״ר דה לה פואנטה. "הוא ממש מצליח לתפוס את אופן החשיבה שלנו: את הדרך שבה אנחנו מעלים רעיונות, את כושר ההמצאה שלנו, את מה שאנחנו מביאים כבני אדם."
Codex הסיר מחסומים בין חברי הצוות, שכולל מדענים מתחומים מסורתיים לצד ביולוגים חישוביים ומהנדסי למידת מכונה. "אנשים שלפני חמש שנים לא היו נוגעים במחשב אלא לצורך ניתוח נתונים, יכולים היום לעסוק בביולוגיה חישובית. הם יכולים לכתוב אלגוריתמים לזיהוי דפוסים בנתונים שלהם, או להציג את התוצאות בצורה חזותית בדרכים שלא היו אפשריות קודם."
"אנחנו מעבדה מאוד מגוונת: יש אצלנו כימאים, ביולוגים ומדעני מחשב. יש אצלנו כל כך הרבה אנשים מוכשרים שעובדים בתחומים שונים."
—ג׳יאנינג באי
הדמיה של המבנים המולקולריים שמעבדת דה לה פואנטה סורקת בהיקף נרחב.
"בינה מלאכותית יכולה לחבר בין ידע מתחומים שונים, ולעזור לנו לשאול שאלות טובות יותר ולפתח שיטות טובות יותר לפתרון בעיות קשות באמת."
—טיאנאנג לנג
"לא הייתי ממלא את תפקידי אם לא היינו מנסים להתמודד עם בעיות עצומות."
עתיד האנטיביוטיקה
השילוב בין כושר ההמצאה האנושי לבינת מכונה עוזר לסלול דרך חדשה ומרגשת ברפואה. "רק לפני שנתיים הייתי פסימי לגבי היכולת שלנו לעמוד בקצב מרוץ החימוש בין התפתחות העמידות לתרופות אנטי-מיקרוביאליות לבין היכולת של האנושות לגלות מולקולות חדשות", הוא אומר. "אבל עכשיו, חלק מהמערכות שאנחנו מפתחים לאחרונה בעזרת כלים כמו ChatGPT נותנות לי הרבה יותר תקווה מכפי שציפיתי." מבחינת ד״ר דה לה פואנטה, כל מה שהוא עושה נועד לשרת מטרה אחת: לצמצם סבל ולהציל חיים. "כל חיי חיכיתי שיהיו לנו כלים שיאפשרו לנו לעשות את מה שאנחנו עושים היום."
"ראינו שרבות מהמולקולות שגילינו אכן מסוגלות להרוג מחוללי מחלות שקיימים כיום."
—ד״ר ססאר דה לה פואנטה
"דמיינו מולקולה שיצרתם במחשב, שיכולה להציל חיים. אני חושב שמדענים חיים בשביל הרגעים האלה, שבהם מגלים משהו שאיש לא גילה אי פעם."