เซรุ่มต้านพิษงูจาก AI พัฒนาขึ้นและประสบความสำเร็จอย่างน่าอัศจรรย์ เซรุ่มนี้ทำให้้หนูทดลองรอดตาย 100 % และยังมีประสิทธิภาพสูงและราคาถูกกว่า
นักวิทยาศาสตร์ใช้ AI ออกแบบโปรตีนที่สามารถต้านทานพิษของงูเห่าและงูพิษชนิดอื่นๆ ได้ ซึ่งนับเป็นแนวทางที่อาจนำมาใช้รักษาการถูกงูกัดในอนาคต โปรตีนที่ถูกปรับแต่งแล้วได้ช่วยชีวิตหนูทดลองที่ได้รับพิษงูในปริมาณที่ถึงแก่ชีวิตเอาไว้ได้
การคิดค้นเซรุ่มต้านพิษงูจาก AI
งานวิจัยชิ้นนี้แสดงให้เห็นถึงการประยุกต์ใช้ผลงานที่ทำให้สามนักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2024 โดยในปี 2022 นักเทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์ชื่อ Timothy Jenkins ได้พบงานวิจัยเบื้องต้นจากห้องปฏิบัติการของ David Baker นักชีวเคมีจาก the University of Washington School of Medicine ในเมืองซีแอตเทิล ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้ได้รับรางวัลโนเบล งานวิจัยเบื้องต้นนี้ได้อธิบายถึงโปรตีนที่ออกแบบโดย AI ซึ่งสามารถยึดติดกับโมเลกุลเฉพาะได้เหมือนกาว
สิ่งนี้จุดประกายความคิดขึ้นมาว่า AI สามารถคิดค้นการออกแบบเซรุ่มเพื่อยึดติดและทำให้พิษงูเป็นกลางได้หรือไม่?
Timothy Jenkins จาก the Technical University of Denmark in Lyngby ในเมืองลิงบี ในประเทศเดนมาร์กได้ใช้เวลาหลายปีในการพัฒนารูปแบบการรักษาใหม่นี้สำหรับการรักษาการถูกงูกัด
อันตรายจากพิษงู
ทั่วโลก มีผู้เสียชีวิตจากการถูกงูกัดประมาณ 100,000 คนต่อปี และพิษบางชนิดก็มีฤทธิ์อันตรายมาก เช่นโมเลกุลที่เรียกว่า สามนิ้วพิษ (Three-finger toxins) ซึ่งสามารถทำให้กล้ามเนื้อเป็นอัมพาต หัวใจหยุดเต้น และความสามารถในการหายใจหยุดชะงัก
Timothy Jenkins กล่าวว่า “มีเซรุ่มแก้พิษอยู่ก็จริง แต่เทคโนโลยีเหล่านั้นล้าสมัยแล้ว ไม่มีเงินทุนมากนัก ดังนั้นจึงไม่มีนวัตกรรมใหม่ๆ”
การผลิตเซรุ่มในปัจจุบัน
ผู้ผลิตเซรุ่มแก้พิษงูในปัจจุบันจะรีดน้ำพิษจากงู ซึ่งมีความเสี่ยงจากการโดนงูกัด แล้วนำน้ำพิษในปริมาณเล็กน้อยไปฉีดให้กับม้าหรือสัตว์ขนาดใหญ่ชนิดอื่น จากนั้นก็จะเก็บเกี่ยวแอนติบอดีจากสัตว์เหล่านั้นในภายหลัง
แอนติบอดีเหล่านี้จะจับกับพิษงูและทำให้พิษหยุดทำงาน การผลิตเซรุ่มแก้พิษนั้นมีต้นทุนสูงและใช้เวลานาน ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงได้ค้นหาวิธีการอื่น ๆ และวิธีหนึ่งที่ประสบความสำเร็จในช่วงไม่นานมานี้คือการสแกนแอนติบอดีที่ผลิตในห้องปฏิบัติการ เพื่อระบุแอนติบอดีที่จับกับพิษงู
อีกปัญหาหนึ่งของการผลิตเซรุ่มต้านพิษงูแบบเดิม ๆ คือ ความไม่มีเสถียรของประสิทธิภาพ เนื่องจากการเก็บรวบรวมแอนติบอดีจากสัตว์มักขึ้นอยู่กับระบบภูมิคุ้มกันของสัตว์แต่ละตัวทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ไม่เท่ากันเสมอ
และยังก่อให้เกิดผลข้างเคียงแตกต่างกันไปในแต่ละคน นอกจากนี้ยาแก้พิษงูแบบดั้งเดิมอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างมาก จึงต้องมีการจัดส่งและการจัดเก็บที่ยาก ทำให้มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมโดยเฉพาะที่ห่างไกล
แต่โปรตีนที่ออกแบบใหม่นี้กลับมีความสเถียรกว่า และสามารถเก็ยรักษาในอุณหภูมิที่กว้างกว่า อีกทั้งยังผลิตได้ในปริมาณมาก ซึ่งอาจก่อให้เกิดผลข้างเคียงกับมนุษย์น้อยลงมาก
การนำ AI มาใช่คิดค้นเซรุ่มต้านพิษงู
และเมื่อนำ AI เข้ามาใช้งานร่วมด้วย นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างโปรตีนที่จับกับพิษงูได้อย่างรวดเร็วและประหยัดต้นทุนมากยิ่งขึ้น Timothy Jenkins และ David Baker ได้ร่วมมือกันสร้างโปรตีนนี้โดยใช้โมเดล Generative AI ที่เรียกว่า RFdiffusion ซึ่งเป็นเครื่องมือ AI ที่มีความคล้ายคลึงกับ AI สร้างภาพ โดย RFdiffusion สามารถสร้างการออกแบบโปรตีนที่ตรงกับโมเลกุลที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการ
ทีมของ David Baker ได้ฝึกอบรมแบบจำลอง AI ด้วยโครงสร้างโปรตีนและลำดับของกรดอะมิโน จากนั้น นักวิจัยได้แยกชิ้นส่วนรูปร่างเหล่านั้นออกจากกันด้วยคอมพิวเตอร์ แล้วสอนให้แบบจำลอง AI เรียนรู้วิธีประกอบโปรตีนจากส่วนประกอบต่างๆ เช่นเดียวกันกับการเรียนรู้วิธีประกอบเครื่องยนต์ของรถยนต์
Timothy Jenkins และ David Baker ได้ใช้ AI ออกแบบโปรตีนที่จะยึดติดกับพิษงู จากนั้นพวกเขาก็ผลิตโปรตีนนั้นในห้องปฏิบัติการ
ทีมงานได้ทดลองฉีดโปรตีนที่สร้างขึ้นเหล่านี้ให้กับหนู 20 ตัว และ 15 นาทีหลังจากที่หนูได้รับพิษงูเห่าในปริมาณที่ทำให้ถึงแก่ชีวิต หนูทุกตัวรอดชีวิต “เราตื่นเต้นมาก” Timothy Jenkins กล่าว มันเป็นการสาธิตศักยภาพของโปรตีนอย่างชัดเจน
อนาคตของเซรุ่มต้านพิษงูจาก AI
ในอนาคต ทีมงานต้องการพัฒนาโปรตีนเหล่านี้ให้เป็นผลิตภัณฑ์จริงที่สามารถทดสอบในคนได้ นักวิทยาศาสตร์จะต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าโปรตีนเหล่านี้ปลอดภัย และไม่จับกันในเนื้อเยื่อของมนุษย์ การศึกษาใหม่นี้เป็นเพียงขั้นตอนแรกของการสร้างเซรุ่มต้านพิษงูแบบใหม่ที่ใช้ AI เข้ามาช่วย
อ้างอิง nature.com และ cover iT24Hrs
อ่านบทความและข่าวอื่นๆเพิ่มเติมได้ที่ it24hrs.com
เซรุ่มต้านพิษงูจาก AI ประสิทธิภาพสูงและราคาถูกกว่า
อย่าลืมกดติดตามอัพเดตข่าวสาร ทิปเทคนิคดีๆกันนะคะ Please follow us
Youtube it24hrs
Twitter it24hrs
Tiktok it24hrs
facebook it24hrs
