नेचर बायोमेडिकल अभियांत्रिकीमध्ये प्रकाशित केलेले संशोधन सुरक्षित आणि अधिक प्रभावी उपचारांच्या निर्मितीसाठी एक महत्त्वपूर्ण पाऊल आहे.
संशोधन कार्यसंघाने प्रोटेग्रिन-1 ची पुन: अभियंता करण्यासाठी ChatGPT च्या मागे असलेल्या तंत्रज्ञानाप्रमाणेच मोठ्या भाषेचे मॉडेल (LLM) वापरले. हे शक्तिशाली प्रतिजैविक, नैसर्गिकरित्या डुकरांनी तयार केलेले, जीवाणू मारण्यात प्रभावी होते परंतु पूर्वी ते मानवी वापरासाठी खूप विषारी होते.
Protegrin-1 मध्ये बदल करून, संशोधकांनी मानवी पेशींवर होणारे हानिकारक प्रभाव काढून टाकताना त्याचे प्रतिजैविक गुणधर्म जतन करण्याचे उद्दिष्ट ठेवले.
हे साध्य करण्यासाठी, संघाने उच्च-थ्रूपुट पद्धतीद्वारे Protegrin-1 च्या 7,000 पेक्षा जास्त भिन्नता निर्माण केल्या, ज्यामुळे कोणते बदल सुरक्षितता वाढवू शकतात हे त्वरीत ओळखू शकतात. त्यानंतर त्यांनी बॅक्टेरियाच्या पडद्याला निवडकपणे लक्ष्य करण्याच्या, जीवाणूंना प्रभावीपणे मारण्याच्या आणि मानवी लाल रक्तपेशींना हानी पोहोचवण्याच्या त्यांच्या क्षमतेसाठी या भिन्नतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी LLM चा वापर केला. या AI-मार्गदर्शित दृष्टिकोनामुळे बॅक्टेरियाली निवडक प्रोटेग्रिन-1.2 (bsPG-1.2) म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या परिष्कृत आवृत्तीची निर्मिती झाली.
प्राण्यांच्या प्राथमिक चाचण्यांमध्ये, bsPG-1.2 ने उपचार केलेल्या आणि बहुऔषध-प्रतिरोधक बॅक्टेरियाचा संसर्ग झालेल्या उंदरांनी सहा तासांच्या आत त्यांच्या अवयवांमध्ये बॅक्टेरियाच्या पातळीत लक्षणीय घट दर्शविली. हे आशादायक परिणाम सूचित करतात की bsPG-1.2 संभाव्यत: मानवी चाचण्यांमध्ये पुढे जाऊ शकतात.
क्लॉस विल्के, एकात्मिक जीवशास्त्राचे प्राध्यापक आणि अभ्यासाचे सह-वरिष्ठ लेखक, औषध विकासावर AI च्या परिवर्तनात्मक प्रभावावर प्रकाश टाकतात.
“मोठ्या भाषा मॉडेल्स प्रथिने आणि पेप्टाइड अभियांत्रिकीमध्ये क्रांती घडवत आहेत, ज्यामुळे नवीन औषधे विकसित करणे आणि विद्यमान औषधे अधिक कार्यक्षमतेने सुधारणे शक्य होते. हे तंत्रज्ञान केवळ संभाव्य नवीन उपचारांनाच ओळखत नाही तर त्यांचा क्लिनिकल ऍप्लिकेशनचा मार्गही वेगवान करते,” विल्के म्हणाले.
गंभीर आरोग्य आव्हानांना तोंड देण्यासाठी एआयचा कसा उपयोग केला जात आहे हे या यशाने अधोरेखित केले आहे.
संशोधन कार्यसंघाने प्रोटेग्रिन-1 ची पुन: अभियंता करण्यासाठी ChatGPT च्या मागे असलेल्या तंत्रज्ञानाप्रमाणेच मोठ्या भाषेचे मॉडेल (LLM) वापरले. हे शक्तिशाली प्रतिजैविक, नैसर्गिकरित्या डुकरांनी तयार केलेले, जीवाणू मारण्यात प्रभावी होते परंतु पूर्वी ते मानवी वापरासाठी खूप विषारी होते.
Protegrin-1 मध्ये बदल करून, संशोधकांनी मानवी पेशींवर होणारे हानिकारक प्रभाव काढून टाकताना त्याचे प्रतिजैविक गुणधर्म जतन करण्याचे उद्दिष्ट ठेवले.
हे साध्य करण्यासाठी, संघाने उच्च-थ्रूपुट पद्धतीद्वारे Protegrin-1 च्या 7,000 पेक्षा जास्त भिन्नता निर्माण केल्या, ज्यामुळे कोणते बदल सुरक्षितता वाढवू शकतात हे त्वरीत ओळखू शकतात. त्यानंतर त्यांनी बॅक्टेरियाच्या पडद्याला निवडकपणे लक्ष्य करण्याच्या, जीवाणूंना प्रभावीपणे मारण्याच्या आणि मानवी लाल रक्तपेशींना हानी पोहोचवण्याच्या त्यांच्या क्षमतेसाठी या भिन्नतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी LLM चा वापर केला. या AI-मार्गदर्शित दृष्टिकोनामुळे बॅक्टेरियाली निवडक प्रोटेग्रिन-1.2 (bsPG-1.2) म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या परिष्कृत आवृत्तीची निर्मिती झाली.
प्राण्यांच्या प्राथमिक चाचण्यांमध्ये, bsPG-1.2 ने उपचार केलेल्या आणि बहुऔषध-प्रतिरोधक बॅक्टेरियाचा संसर्ग झालेल्या उंदरांनी सहा तासांच्या आत त्यांच्या अवयवांमध्ये बॅक्टेरियाच्या पातळीत लक्षणीय घट दर्शविली. हे आशादायक परिणाम सूचित करतात की bsPG-1.2 संभाव्यत: मानवी चाचण्यांमध्ये पुढे जाऊ शकतात.
क्लॉस विल्के, एकात्मिक जीवशास्त्राचे प्राध्यापक आणि अभ्यासाचे सह-वरिष्ठ लेखक, औषध विकासावर AI च्या परिवर्तनात्मक प्रभावावर प्रकाश टाकतात.
“मोठ्या भाषा मॉडेल्स प्रथिने आणि पेप्टाइड अभियांत्रिकीमध्ये क्रांती घडवत आहेत, ज्यामुळे नवीन औषधे विकसित करणे आणि विद्यमान औषधे अधिक कार्यक्षमतेने सुधारणे शक्य होते. हे तंत्रज्ञान केवळ संभाव्य नवीन उपचारांनाच ओळखत नाही तर त्यांचा क्लिनिकल ऍप्लिकेशनचा मार्गही वेगवान करते,” विल्के म्हणाले.
गंभीर आरोग्य आव्हानांना तोंड देण्यासाठी एआयचा कसा उपयोग केला जात आहे हे या यशाने अधोरेखित केले आहे.
