🔺 فراتر از کشتن باکتری‌ها: هوش مصنوعی رازهای پنهان تهاجم میکروبی و تخریب DNA را فاش کرد
🔹 دهه‌هاست در پزشکی و میکروبیولوژی، معیار اصلی ارزیابی خطر یک باکتری بسیار ساده تعریف شده است: آیا داروی تجویزشده باکتری را می‌کشد یا خیر؟ اما پژوهشی پیشگامانه از دانشمندان مجارستانی که در ژورنال معتبر Nature Communications منتشر شده، نشان می‌دهد عفونت‌ها فرآیندی بسیار فراتر از یک مسابقه مرگ و بقا هستند. محققان با توسعه یک سامانه هوش مصنوعی به نام «مالوینا» (MALVINA) موفق شده‌اند برای نخستین بار رفتار نفوذ باکتری‌ها و میزان آسیبی که به ساختار DNA سلول‌های انسانی وارد می‌کنند را در مقیاس تک‌سلول ارزیابی نمایند.
❕ چرا سنجش در سطح «تک‌سلول» یک جهش علمی است؟
در آزمایشگاه‌های سنتی، داده‌های مربوط به آسیب سلولی به صورت یک میانگین کلی از میلیون‌ها سلول گزارش می‌شوند. این میانگین‌گیری یک خطای بزرگ دارد؛ زیرا نمی‌تواند تفاوتی میان دو حالت قائل شود: اینکه شمار اندکی باکتری به تعداد بسیار زیادی از سلول‌ها نفوذ کرده‌اند، یا اینکه انبوهی از میکروب‌ها درون تنها چند سلول خاص متمرکز شده و فاجعه به بار آورده‌اند. هوش مصنوعی با تحلیل همزمان هزاران تصویر میکروسکوپی با وضوح بالا، رفتار اختصاصی هر سلول را جداگانه ثبت می‌کند و نقاب از الگوهای نامرئی تهاجم برمی‌دارد.
🔹 این سامانه نشان داد که باکتری‌ها برخلاف تصور پیشین هرگز ایزوله عمل نمی‌کنند. در یک آزمایش شگفت‌انگیز، یک سویه از باکتری ای‌کولای که با بیماری‌های التهابی روده پیوند دارد، پس از مواجهه با سلول‌های انسان عملاً راه را باز کرد تا یک سویه کاملاً بی‌خطر و آزمایشگاهی نیز بتواند به درون سلول‌ها نفوذ کند. در عین حال، رقابت‌های سهمگینی نیز وجود دارد؛ برخی باکتری‌های خطرناک با ترشح مواد سمی مانع از ورود سایر رقبای میکروبی به درون سلول‌های میزبان می‌شوند.
❕ کولی‌باکتین: سمی که نردبان DNA را می‌شکند
پژوهشگران توجه ویژه‌ای به سمی باکتریایی به نام «کولی‌باکتین» نشان دادند که توسط برخی گونه‌های مقیم روده ترشح می‌شود. این سم پیوندهای ژنتیکی سلول میزبان را می‌شکند و از عوامل اثبات‌شده جهش‌زایی و پیدایش سرطان روده بزرگ به شمار می‌رود. هوش مصنوعی اثبات کرد این سم نقشی دوگانه دارد: علاوه بر وارد کردن خسارات شدید به DNA سلول انسان، مانند یک سلاح تهاجمی عمل می‌کند تا رقبای میکروبی دیگر را از ورود به حریم سلول بازدارد.
🔹 جالب‌ترین یافته این تحقیق پیرامون رفتار داروها بود؛ دانشمندان دریافتند برخی داروها با وجود نابود کردن درصد زیادی از میکروب‌ها، به شکلی متناقض باعث می‌شوند باکتری‌های بازمانده تهاجمی‌تر شده و به عمق سلول‌های انسانی نفوذ کنند. این دستاورد یک پیام کلیدی برای نسل نوین درمان‌ها دارد: رویکرد آینده پزشکی تنها کشتن کورکورانه میکروب‌ها نخواهد بود، بلکه ساخت داروهایی است که سلاح‌های تهاجمی باکتری‌ها را از کار انداخته و مانع از آسیب ژنتیکی آن‌ها به بدن شوند.
[منبع]
🆔 @Science_Focus
#هوش_مصنوعی #میکروبیولوژی #پزشکی #سرطان #ژنتیک #بیوتکنولوژی #Nature
Phys.org
Machine learning detects bacterial invasion and DNA damage in human cells
When scientists assess how dangerous a bacterium is, the first question often seems simple: Can it be stopped or killed? In microbiology and antibiotic research, one of the classic readouts has been whether ...
1۲۴ مهر ۱۴۰۵ ۱۰۴ ۲
