شفقنا – به نظر میرسد هوش مصنوعی هنوز کورکورانه پروتئینهای سرطان را پیشبینی میکند چرا که محققان یک جایگاه پنهان برای اتصال دارو روی پروتئین سرطان پیدا کردهاند که بهترین سامانههای ایآی از دیدن آن بازماندهاند.
به گزارش سرویس ترجمه شفقنا، پژوهشگران دانشکده پزشکی آیکان در مانت ساینای نیویورک موفق شدهاند یک جایگاه پنهان و ناشناخته برای اتصال دارو روی یک پروتئین مرتبط با سرطان کشف کنند؛ کشفی که میتواند مسیر توسعه نسل جدیدی از داروهای دقیقتر سرطان را هموار کند.
این پژوهش روی پروتئینی به نام PKMYT1 متمرکز بوده است؛ نوعی آنزیم کیناز که نقش مهمی در کنترل رشد و تقسیم سلولها ایفا میکند. از آنجا که اختلال در این فرایند میتواند به شکلگیری سرطان منجر شود، PKMYT1 در سالهای اخیر به یکی از اهداف امیدوارکننده برای تولید داروهای ضدسرطان تبدیل شده است.
بیشتر داروهای آزمایشی که برای مهار کینازها طراحی میشوند، بخشی از پروتئین موسوم به «محل اتصال ATP» را هدف قرار میدهند؛ ناحیهای که انرژی موردنیاز فعالیت پروتئین را تأمین میکند. اما مشکل اینجاست که بسیاری از کینازها ساختار ATP تقریباً مشابهی دارند و همین موضوع باعث میشود داروها نتوانند بهخوبی میان هدف اصلی و سایر پروتئینها تمایز قائل شوند؛ مسئلهای که خطر بروز عوارض جانبی را افزایش میدهد.
محققان در این مطالعه با ترکیب ابزارهای پیشبینی ساختار پروتئین مبتنی بر هوش مصنوعی و آزمایشهای آزمایشگاهی موفق شدند یک «حفره پنهان» کاملاً جدید را در پروتئین PKMYT1 شناسایی کنند؛ محلی که یک مولکول دارویی میتواند به آن متصل شود اما سامانههای پیشرفته هوش مصنوعی موجود نتوانسته بودند وجود آن را تشخیص دهند.
به گفته پژوهشگران، این یافته نشان میدهد پروتئینها بسیار پویاتر از آن چیزی هستند که پیشتر تصور میشد. برخلاف تصور سنتی که پروتئینها را دارای یک ساختار ثابت میدانست، نتایج این تحقیق نشان میدهد آنها دائماً میان شکلهای مختلف جابهجا میشوند و همین تغییرات ساختاری میتواند جایگاههای پنهانی برای اتصال دارو ایجاد کند.
تیم تحقیقاتی برای این مطالعه از سامانه هوش مصنوعی AlphaFold2 برای پیشبینی ساختارهای احتمالی PKMYT1 استفاده کرد و سپس با غربالگری مجازی به دنبال مولکولهایی گشت که بتوانند با این پروتئین تعامل داشته باشند. پس از آن، پژوهشگران با بهرهگیری از بلورنگاری پرتو ایکس، آزمایشهای بیوشیمیایی و مطالعات سلولی، نحوه واقعی اتصال مولکولها به پروتئین را بررسی و تأیید کردند.
در مرحله بعد، ابزارهای جدیدتری از جمله AlphaFold3 و Boltz-۲ نیز برای پیشبینی این حالت اتصال آزمایش شدند، اما نتوانستند جایگاه پنهان تازه کشفشده را بهدرستی شناسایی کنند.
یکی از یافتههای شگفتانگیز پژوهش این بود که حتی یک تغییر بسیار کوچک در ساختار شیمیایی یک مولکول میتواند محل اتصال آن به پروتئین را بهطور کامل تغییر دهد. این موضوع نشان میدهد تعامل میان داروها و پروتئینها بسیار پیچیدهتر از آن است که صرفاً با مدلهای محاسباتی قابل پیشبینی باشد.
پژوهشگران معتقدند این کشف میتواند به طراحی داروهای هدفمندتر و ایمنتر برای سرطان منجر شود؛ داروهایی که به جای هدف قرار دادن محلهای متداول و مشترک میان پروتئینها، از جایگاههای اختصاصیتر استفاده میکنند و در نتیجه عوارض جانبی کمتری خواهند داشت.
آنها همچنین تأکید میکنند که این مطالعه یادآور یک واقعیت مهم در عصر هوش مصنوعی است: هرچند فناوریهای مبتنی بر هوش مصنوعی ابزارهای قدرتمندی برای تسریع کشف دارو هستند، اما همچنان نمیتوانند جایگزین آزمایشهای تجربی و بررسیهای آزمایشگاهی شوند. به باور محققان، ترکیب هوش مصنوعی با آزمایشهای دقیق زیستی بهترین مسیر برای توسعه نسل آینده داروهای ضدسرطان خواهد بود.
اکنون تیم تحقیقاتی قصد دارد مولکولهای قویتری برای هدف قرار دادن این جایگاه تازه کشفشده طراحی کند و بررسی کند که آیا حفرههای پنهان مشابهی در سایر پروتئینهای مرتبط با سرطان نیز وجود دارد یا خیر؛ موضوعی که میتواند افقهای تازهای را در درمان هدفمند سرطان بگشاید.
این خبر را اینجا ببینید.