يساعد الذكاء الاصطناعي في علاج مرض السل بشكل أكثر فعالية

يطور الباحثون طرقًا قائمة على الذكاء الاصطناعي لتحديد مجموعات جرعات الدواء المثلى لعلاج مرض السل.

لقد تضاءل انتشار مرض السل (TB) في العالم المتقدم ، لكنه لا يزال منتشرًا في الأجزاء النامية من العالم مثل آسيا وأفريقيا. كما شهد ارتفاع معدلات الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية في الثمانينيات زيادة في حالات الإصابة بالسل بسبب ضعف جهاز المناعة لدى مرضى فيروس نقص المناعة البشرية. في الوقت الحالي ، يموت حوالي 1.6 مليون شخص من مرض السل كل عام ، ويصاب 10 ملايين شخص بعدوى السل النشطة ، وهي أيضًا معدية.

الذكاء الاصطناعي

يحدث مرض السل بسبب بكتيريا Mycobacterium tuberculosis ويؤثر بشكل عام على الرئتين. يمكن للأفراد أن يؤويوا بكتيريا السل ولكن لا تظهر عليهم أعراض. يشار إلى هذا باسم الشكل الكامن من السل ويقدر أن 2 مليار شخص يعانون من السل الكامن. توصي مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها بفحص السل الكامن لدى الأشخاص المعرضين لخطر متزايد للإصابة بما في ذلك أولئك الذين يعانون من فيروس نقص المناعة البشرية / الإيدز ، أو من آسيا وأفريقيا ، أو الذين يعملون مع مرضى السل. يمكن أن تتطور حوالي 10 بالمائة من حالات السل الكامن إلى عدوى نشطة. تظهر العدوى النشطة علامات وأعراضًا على المرضى وتشمل السعال المستمر لأكثر من ثلاثة أسابيع ، وفقدان الوزن غير المبرر ، والتعرق الليلي ، والقشعريرة ، وفقدان الشهية. السل النشط معدي أيضًا وتنتشر بكتيريا السل من خلال قطرات صغيرة تنطلق في الهواء عندما يسعل المريض أو يعطس.
العلاجات الحالية لمرض السل محدودة

السل قابل للعلاج. ومع ذلك ، هناك عدد من المشكلات المتعلقة بطرق العلاج الحالية وتشمل:

1) دورة طويلة من العلاج (أكثر من 6 إلى 8 أشهر): يصبح امتثال المريض منخفضًا خلال دورة العلاج الطويلة هذه

2) سمية الدواء: يعاني بعض المرضى من آثار جانبية شديدة من العلاج لفترات طويلة.

3) مقاومة الأدوية: يتطور لدى بعض المرضى مقاومة للأدوية تتطلب تغييراً في العلاج مما يطيل فترة العلاج أحياناً إلى سنتين تقريباً. يؤدي السل المقاوم للأدوية إلى ارتفاع معدل الوفيات.

يستخدم الذكاء الاصطناعي للمساعدة في علاج مرض السل

إن تطوير عقاقير جديدة هو أحد الأساليب لمعالجة هذه المشكلة. قد يكون هذا النهج طريقة طويلة ومكلفة. ومع ذلك ، فقد طور فريق من الباحثين في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس طريقة مختلفة لمعالجة هذه المشكلة باستخدام الأدوية الموجودة. لقد استخدموا قوة أساليب الذكاء الاصطناعي لتحليل البيانات لتحديد مجموعات الأدوية والجرعات المثلى المطلوبة لعلاج المرضى بشكل فعال في فترة زمنية أقصر. يُطلق على هذا النهج اسم “سطح الاستجابة للذكاء الاصطناعي – القطع المكافئ”.

المبدأ الأساسي الذي يقوم عليه هذا النهج هو أن بعض الأدوية تعمل بشكل تآزري ، مما يعني أن هذه المجموعات من الأدوية أكثر فعالية من كل دواء يستخدم بمفرده. كما حدد الباحثون في دراسات سابقة أن التغييرات في الجرعات لا تسبب تغيرًا مفاجئًا في الفعالية ، مما يسمح بتعديل أدق لجرعة الدواء. باستخدام هذه المبادئ ، تمكن الفريق بقيادة الدكتور تشيه مينج هو والدكتور ماركوس إيه هورويتز من اختبار 15 نظامًا من أنظمة العلاج هذه في زراعة الخلايا ونماذج الفئران. وقد تمكنوا من تحديد ثلاث إلى أربع مجموعات من جرعات الأدوية بسرعة من بين المليارات التركيبات المحتملة للأدوية الخمسة عشر المتوفرة حاليًا لعلاج السل. نُشرت نتائج دراستهم في عدد مايو 2019 من مجلة PLOS ONE. تشير نتائجهم إلى انخفاض بنسبة 75 في المائة في مدة العلاج باستخدام مجموعات جرعات الأدوية التي تم اختبارها في دراستهم.

استخدم الفريق الأدوية الجنيسة ، باستثناء الأدوية التي من المعروف أنها تمنح المرضى مقاومة للأدوية. وبالتالي ، فإن الأدوية التي تم اختبارها في نظام العلاج “الشامل” هذا مناسبة لجميع أنواع السل ، بما في ذلك الأشكال المقاومة للأدوية ، وتعمل أسرع بخمس مرات مقارنة بالعلاجات القياسية الحالية. اشتمل النظامان الأكثر فعالية الذي تم تحديدهما في هذه الدراسة على أدوية كلوفازيمين ، بيداكويلين ، بيرازيناميد ، وأموكسيسيلين / كلافولانات أو ديلامانيد.

حدد الذكاء الاصطناعي ثلاثة علاجات شفيت من مرض السل

أظهرت ثلاثة من الأنظمة الأربعة لهذه الدراسة علاجات خالية من الانتكاس بعد ثلاثة أسابيع فقط من العلاج. حقق النظام الرابع نفس الشيء بعد خمسة أسابيع من العلاج. في المقابل ، أظهرت الفئران التي عولجت بالنظام المعياري وجود بكتيريا السل النشطة حتى بعد ستة أسابيع من العلاج وتطلبت من 16 إلى 20 أسبوعًا من العلاج لتحقيق علاج خالٍ من الانتكاس.

يشمل نظامان العلاج الأكثر فاعلية جميع الأدوية المعتمدة حاليًا. الجرعات التي تم اختبارها قابلة للمقارنة مع الجرعات اللازمة لعلاج البشر ، مما يشير إلى سهولة نقل هذه الدراسة إلى التجارب السريرية. ستكون هناك حاجة لمزيد من الاختبارات قبل أن يصبح العلاج جاهزًا للتجارب السريرية.

تسمح الأدوية المستخدمة في هذه الدراسة بنظام علاج “شامل” لاستهداف كل من السلالات الحساسة للأدوية والسلالات المقاومة للأدوية من بكتيريا السل. ومع ذلك ، تم إجراء زراعة الخلايا والتجارب على الحيوانات فقط مع السلالات الحساسة للأدوية. يمكن أن تكون المتابعة المهمة هي إجراء تجارب مماثلة مع بكتيريا السل المقاومة للأدوية أيضًا.

العلاج الجديد هو تقدم في مكافحة مرض السل

وتعد هذه الدراسة التي تتابع البحث السابق الذي أجراه نفس الفريق تقدمًا مهمًا في معالجة مرض السل. كما يشير الدكتور ماركوس هورويتز ، كبير مؤلفي الدراسة: “إذا تم تكرار النتائج التي توصلنا إليها في الدراسات البشرية ، فسيتم علاج المرضى بشكل أسرع ، وسيكونون أكثر عرضة للالتزام بنظام الدواء ، ويعانون من سمية أقل ، ويقل احتمال تطورهم. السل المقاوم للأدوية “.

تعليقات

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

اصعب واسهل تخصصات الهندسة

كيفية التعرف على العلامات المبكرة لمرض الذئبة

فوائد الطماطم للقلب والبشرة والوقاية من السرطان

أربع فوائد صحية للعناق أو الحضن