به گفته این اقتصاددان ایرانی، محققان با استفاده از هوش مصنوعی (AI) و تقلید از ساختارهای پیچیده ویروس ها، یک پلتفرم درمانی نوآورانه ایجاد کرده اند. تحقیقات پیشگامانه آنها در مجله Nature منتشر شد.

ویروس ها به طور منحصر به فردی طراحی شده اند تا مواد ژنتیکی خود را در پوشش های پروتئین کروی بپوشانند و به آنها اجازه تکثیر و حمله به سلول های میزبان را می دهند که اغلب باعث بیماری می شوند. محققان با الهام از این ساختارهای پیچیده، پروتئین های مصنوعی ساخته شده از ویروس ها را مورد مطالعه قرار دادند.

این “نانو حباب ها” رفتار ویروسی را تقلید می کنند و به طور موثر عوامل ژن درمانی را به سلول های هدف می رسانند. با این حال، نانواگ های موجود با چالش های جدی روبرو هستند. اندازه کوچک آنها مقدار ماده ژنتیکی را که می توانند منتقل کنند محدود می کند و طراحی ساده آنها مانند پروتئین های ویروسی از انجام چند کار جلوگیری می کند.

برای غلبه بر این محدودیت ها، این تیم تحقیقاتی از یک طراحی محاسباتی مبتنی بر هوش مصنوعی استفاده کردند. اگرچه اکثر ویروس ها ساختارهای متقارن دارند، اما عدم تقارن ظریفی نیز دارند. این تیم با استفاده از هوش مصنوعی، این ویژگی‌های ظریف را بازسازی کردند و برای اولین بار نانوقفس‌ها را با موفقیت به شکل‌های چهار وجهی، هشت‌وجهی و ایکو وجهی مهندسی کردند.

نانوساختار حاصل از چهار نوع پروتئین مصنوعی تشکیل شده است که ساختارهای پیچیده ای را با شش رابط پروتئین-پروتئین تشکیل می دهند. در همین حال، ساختار ایکوساهدر با قطر تا 75 نانومتر با توانایی خود در نگهداری مواد ژنتیکی سه برابر بیشتر از ناقل های انتقال ژن معمولی مانند ویروس آدنو مرتبط (AAV) متمایز است و نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در ژن درمانی است.

نتایج تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی تایید کرد که نانوذرات هوش مصنوعی طراحی شده به ساختارهای متقارن دقیقی دست یافته اند. آزمایش‌های عملکردی توانایی خود را در رساندن محموله‌های درمانی به سلول‌های هدف نشان داده‌اند و راه را برای کاربردهای پزشکی عملی هموار می‌کنند.

پروفسور سانگمین لی می گوید: «پیشرفت در هوش مصنوعی درها را به روی عصر جدیدی از تحقیقات باز کرده است که در آن ما می توانیم پروتئین های مصنوعی را برای رفع نیازهای انسان طراحی و مونتاژ کنیم. ما امیدواریم که این تحقیقات نه تنها توسعه ژن درمانی را تسریع کند، بلکه به پیشرفت هایی در واکسن های نسل بعدی و سایر نوآوری های زیست پزشکی منجر شود.”

در این پروژه، پروفسور لی با پروفسور دیوید بیکر، برنده جایزه نوبل شیمی 2024 از دانشگاه واشنگتن همکاری کرد.