কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা প্রোটিন গঠনের উপর ভিত্তি করে নতুন ওষুধ ডিজাইন করে

ইটিএইচ জুরিখের রসায়ন ও ফলিত বায়োসায়েন্সেস বিভাগের অধ্যাপক গিসবার্ট স্নাইডার বলেন, “এটি ড্রাগ আবিষ্কারের ক্ষেত্রে একটি বাস্তব অগ্রগতি।” তার প্রাক্তন পিএইচডি ছাত্র কেনেথ অ্যাটজের সাথে একসাথে, তিনি একটি অ্যালগরিদম তৈরি করেছেন যা নতুন সক্রিয় ফার্মাসিউটিক্যাল উপাদান ডিজাইন করতে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা (AI) ব্যবহার করে। একটি পরিচিত ত্রিমাত্রিক আকৃতির যেকোন প্রোটিনের জন্য, অ্যালগরিদম সম্ভাব্য ওষুধের অণুর একটি ব্লুপ্রিন্ট তৈরি করে যা প্রোটিনের কার্যকলাপকে বৃদ্ধি বা বাধা দেয়। রসায়নবিদরা তখন গবেষণাগারে এই অণুগুলিকে সংশ্লেষণ এবং পরীক্ষা করতে পারেন।

প্রোটিনের ত্রিমাত্রিক পৃষ্ঠের কাঠামোর জন্য সমস্ত অ্যালগরিদম প্রয়োজন। এই ভিত্তিতে, এটি অণুগুলিকে ডিজাইন করে যা বিশেষভাবে প্রোটিনের সাথে আবদ্ধ হয় যাতে তারা লক এবং কী নীতির উপর ভিত্তি করে তাদের সাথে যোগাযোগ করতে পারে।

শুরু থেকেই পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া বাদ দিন

প্রোটিনের ত্রি-মাত্রিক গঠন ব্যাখ্যা করার জন্য এবং উপযুক্ত সম্ভাব্য ওষুধের অণু খুঁজে পেতে কম্পিউটার ব্যবহার করার জন্য রসায়নবিদদের কয়েক দশকের প্রচেষ্টার উপর নতুন পদ্ধতি তৈরি হয়েছে। এখন অবধি, এর জন্য প্রায়শই শ্রমসাধ্য ম্যানুয়াল কাজের প্রয়োজন হয়েছে এবং অনেক ক্ষেত্রে অনুসন্ধানগুলি এমন অণু তৈরি করেছে যা সংশ্লেষণ করা খুব কঠিন বা অসম্ভব। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে গবেষকরা যদি এই প্রক্রিয়ায় কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ব্যবহার করে থাকেন, তবে এটি মূলত বিদ্যমান অণুগুলিকে উন্নত করার জন্য।

জেনারেটিভ এআই এখন ওষুধের অণু তৈরি করতে পারে যা মানুষের হস্তক্ষেপ ছাড়াই স্ক্র্যাচ থেকে প্রোটিন কাঠামোর সাথে মেলে। এই যুগান্তকারী নতুন প্রক্রিয়াটি নিশ্চিত করে যে অণুগুলি রাসায়নিকভাবে শুরু থেকেই সংশ্লেষিত হতে পারে। তদ্ব্যতীত, অ্যালগরিদম শুধুমাত্র অণুগুলির পরামর্শ দেয় যা পছন্দসই স্থানে একটি নির্দিষ্ট প্রোটিনের সাথে যোগাযোগ করে এবং খুব কমই অন্য কোন প্রোটিনের সাথে। “এর মানে হল যে ওষুধের অণু ডিজাইন করার সময়, আমরা নিশ্চিত করতে পারি যে এটি যতটা সম্ভব কম পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া আছে,” আজিজ বলেন।

অ্যালগরিদম তৈরি করতে, বিজ্ঞানীরা একটি কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা মডেল প্রশিক্ষণের জন্য রাসায়নিক অণু এবং সংশ্লিষ্ট ত্রি-মাত্রিক প্রোটিন কাঠামোর মধ্যে কয়েক হাজার পরিচিত মিথস্ক্রিয়া সম্পর্কে তথ্য ব্যবহার করেছেন।

সফল শিল্প পরীক্ষা

ETH টিম, ফার্মাসিউটিক্যাল কোম্পানি রোচে এবং অন্যান্য অংশীদারদের গবেষকদের সাথে, নতুন প্রক্রিয়া পরীক্ষা করেছে এবং এর ক্ষমতা প্রদর্শন করেছে। বিজ্ঞানীরা অণুগুলির সন্ধান করেছিলেন যা PPAR নামক প্রোটিনের সাথে যোগাযোগ করে, যা শরীরে চিনি এবং ফ্যাটি অ্যাসিড বিপাক নিয়ন্ত্রণ করে। বর্তমানে ব্যবহৃত বেশ কিছু ডায়াবেটিসের ওষুধ PPAR-এর কার্যকলাপ বাড়ায়, যার ফলে কোষগুলি রক্ত ​​থেকে আরও চিনি শোষণ করে, রক্তে শর্করার মাত্রা কমিয়ে দেয়।

AI অবিলম্বে নতুন অণু ডিজাইন করেছে যা বর্তমানে উপলব্ধ ওষুধের মতো PPAR কার্যকলাপকেও বাড়িয়েছে, কিন্তু দীর্ঘ আবিষ্কার প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে না গিয়ে। ইটিএইচ জুরিখের গবেষকরা পরীক্ষাগারে অণুগুলি তৈরি করার পরে, রোচে সহকর্মীরা তাদের উপর বিভিন্ন পরীক্ষা চালান। এগুলি দেখায় যে নতুন পদার্থটি শুরু থেকেই স্থিতিশীল এবং অ-বিষাক্ত ছিল।

গবেষকরা এখন আর এই অণুগুলির উপর ভিত্তি করে ওষুধ বাজারে আনার লক্ষ্যে আর অধ্যয়ন করছেন না। বরং, এই অণুগুলির উদ্দেশ্য হল নতুন কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা প্রক্রিয়াগুলির প্রাথমিক কঠোর পরীক্ষা প্রদান করা। যাইহোক, স্নাইডার বলেছেন যে অ্যালগরিদমটি ইতিমধ্যে ইটিএইচ জুরিখ এবং শিল্পে অনুরূপ গবেষণায় ব্যবহৃত হচ্ছে। এর মধ্যে একটি হল শিশুদের মধ্যে সবচেয়ে সাধারণ ম্যালিগন্যান্ট মস্তিষ্কের টিউমার, মেডুলোব্লাস্টোমা চিকিৎসার জন্য জুরিখের শিশু হাসপাতালের একটি প্রকল্প। উপরন্তু, গবেষকরা অ্যালগরিদম এবং এর সফ্টওয়্যার প্রকাশ করেছেন যাতে সারা বিশ্বের গবেষকরা এখন তাদের নিজস্ব প্রকল্পের জন্য তাদের ব্যবহার করতে পারেন।

“আমাদের কাজ প্রোটিন বিশ্বকে ওষুধ গবেষণায় জেনারেটিভ কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার জন্য উপলব্ধ করে তোলে,” স্নাইডার বলেন। “নতুন অ্যালগরিদমের বিশাল সম্ভাবনা রয়েছে।” এটি মানবদেহের সমস্ত চিকিৎসাগতভাবে প্রাসঙ্গিক প্রোটিনের জন্য সত্য যা কোনো পরিচিত যৌগের সাথে যোগাযোগ করে না।