أول لقاح مصمم بالذكاء الاصطناعي يدخل مرحلة التجارب السريرية

قال باحثون في جامعة كامبريدج البريطانية إنهم اختبروا على البشر للمرة الأولى لقاحاً تجريبياً صُمم مكوّنه النشط بالكامل باستخدام الذكاء الاصطناعي، في خطوة وصفوها بأنها الأولى من نوعها عالمياً.

ويمثل هذا الإنجاز العلمي محاولة لبناء جيل جديد من اللقاحات القادرة على التصدي ليس فقط للفيروسات المعروفة حالياً، وإنما أيضاً للفيروسات التي قد تنتقل مستقبلاً من الحيوانات إلى البشر، وتتسبب في جوائح عالمية جديدة.

وبحسب الدراسة، فإن الهدف النهائي يتمثل في تطوير لقاح واحد، يوفر حماية ضد جميع المتحورات المعروفة لفيروس كورونا البشري، إضافة إلى الفيروسات التاجية القريبة الموجودة لدى الخفافيش، والحيوانات الأخرى، والتي قد تمتلك القدرة على الانتقال إلى الإنسان مستقبلاً.

وشملت التجربة السريرية 39 متطوعاً، واختبرت لقاحاً صُمم لتوفير الحماية ضد مجموعة واسعة من الفيروسات، وأثار اللقاح استجابات مناعية لدى المتطوعين.

تعتمد اللقاحات التقليدية على تدريب الجهاز المناعي للتعرف على فيروس محدد، أو سلالة بعينها، بحيث يتمكن الجسم لاحقاً من مهاجمة الفيروس إذا تعرض له.

لكن المشكلة الأساسية تكمن في أن الفيروسات تتحور باستمرار. ومع حدوث تغييرات جينية كافية، تصبح قدرة الجهاز المناعي على التعرف على الفيروس أضعف، ما يؤدي إلى انخفاض فاعلية اللقاح.

وهذا ما يحدث مع لقاحات الإنفلونزا الموسمية؛ إذ يحتاج العلماء إلى تطوير لقاح جديد كل عام بناءً على توقعات السلالات الأكثر انتشاراً. كما حدث الأمر ذاته مع لقاحات فيروس كورونا، التي خضعت لتحديثات متكررة منذ عام 2021 لمواكبة المتحورات الجديدة.

ويمنح الذكاء الاصطناعي العلماء طريقة مختلفة للتعامل مع هذه المشكلة؛ فبدلاً من التركيز على سلالة واحدة فقط، تستطيع الأنظمة الذكية تحليل البيانات الوراثية لآلاف الفيروسات المتقاربة في وقت قصير، بهدف اكتشاف الأجزاء المشتركة والثابتة التي لا تتغير كثيراً عبر الزمن.

وتُعد هذه الأجزاء "نقاط ضعف" حيوية بالنسبة للفيروسات؛ لأنها ضرورية غالباً لبقائها، ما يجعل احتمالات تغيرها أقل بكثير مقارنة بالأجزاء الأخرى.

ومن خلال استهداف هذه السمات المستقرة، يمكن تطوير لقاح يوفر حماية واسعة ضد عائلة فيروسية كاملة، بدلاً من الحماية ضد سلالة واحدة فقط.

وهذا بالتحديد ما فعله فريق جامعة كامبريدج، إذ استخدم الباحثون الذكاء الاصطناعي لتحليل فيروسات تنتمي إلى عائلة "ساربيكوفيروس"، وهي المجموعة التي تضم الفيروسات المسببة لكل من "سارس" و"فيروس كورونا"، إلى جانب مجموعة متنوعة من فيروسات كورونا الحيوانية.

وحلل النظام الخصائص المشتركة التي حافظت عليها هذه الفيروسات خلال تطورها، وهي خصائص لم تتغير كثيراً عبر الزمن رغم التحورات المتعددة، ثم استخدمت هذه السمات كأساس لتصميم اللقاح الجديد.

خلال جائحة فيروس كورونا، أصبح كثير من الناس على دراية بلقاحات mRNA، مثل لقاحات "فايزر" و"موديرنا"، والتي تعتمد على إرسال تعليمات وراثية مؤقتة إلى الخلايا لتحفيز الاستجابة المناعية.

لكن اللقاح الجديد يعتمد على تقنية مختلفة، تُعرف باسم لقاحات DNA، والتي تتميز بأنها أكثر استقراراً من لقاحات mRNA، وهو ما يمنحها ميزة مهمة في عمليات التخزين والنقل، خاصة في الدول منخفضة ومتوسطة الدخل التي تعاني ضعف البنية التحتية الخاصة بسلاسل التبريد.

ففي حين تتطلب بعض لقاحات mRNA درجات حرارة منخفضة جداً أثناء النقل والتخزين، يمكن للقاحات DNA تحمل ظروف أكثر مرونة، ما يسهل توزيعها على نطاق واسع.

ومن المزايا الأخرى التي لفتت انتباه الباحثين أن هذا اللقاح يمكن إعطاؤه دون الحاجة إلى استخدام الإبر التقليدية.

إذ تعتمد التقنية على إطلاق تيار سائل عالي الضغط، يخترق الجلد، ويوصل اللقاح إلى الجسم مباشرة، وهي طريقة قد تجعل التطعيم أقل ألماً وأسهل في التنفيذ خلال حالات الطوارئ الصحية والتفشيات الوبائية الواسعة.

ويرى الباحثون أن التخلص من الإبر قد يساعد أيضاً في تسريع حملات التطعيم الجماعي، وتقليل الحاجة إلى الكوادر الطبية المتخصصة.

تكمن الأهمية الحقيقية لهذا النوع من اللقاحات في احتمال قدرته على توفير حماية ضد فيروسات لم تظهر بعد لدى البشر.

فاللقاحات واسعة النطاق أو "Broad-spectrum vaccines" قد تغير جذرياً الطريقة التي يتعامل بها العالم مع الأمراض المعدية الناشئة، لأنها تمنح السلطات الصحية فرصة للاستجابة المبكرة والسريعة، قبل تحول التفشيات المحلية إلى أوبئة عالمية.

وبدلاً من انتظار ظهور فيروس جديد، ثم البدء في تطوير لقاح مخصص له، قد يصبح بالإمكان امتلاك لقاحات جاهزة مسبقاً تستهدف العائلات الفيروسية الأكثر خطورة.

ويُعد فيروس الإنفلونزا من أبرز المرشحين للاستفادة من هذه التكنولوجيا، نظراً لوجود عدد كبير من سلالاته وقدرته العالية على التحور السريع.

ويواجه العلماء كل عام تحدياً يتمثل في توقع السلالات التي ستكون الأكثر انتشاراً خلال موسم الشتاء، ثم تطوير اللقاحات بناءً على هذه التوقعات.

لكن عندما تكون التوقعات غير دقيقة، تنخفض فاعلية اللقاح بشكل ملحوظ.

ويرى الباحثون أن تطوير لقاح عالمي للإنفلونزا، يستهدف السمات المشتركة بين السلالات المختلفة، قد ينهي مستقبلاً سباق تحديث اللقاحات السنوي.

وتظهر أهمية هذه الفكرة بشكل واضح في التفشي الأخير لفيروس إيبولا داخل الكونغو، وأوغندا.

فبحسب التقرير، فإن التفشي الحالي ناجم عن سلالة "بونديبوجيو"، وهي سلالة تستطيع تجاوز فعالية اللقاحات الموجودة حالياً.

وفي الوقت الذي يعمل فيه العلماء على تطوير لقاح جديد مخصص لهذه السلالة، تظل المجتمعات المحلية معرضة لخطر الإصابة.

تمثل الدراسة أول تجربة بشرية للقاح صُمم باستخدام الذكاء الاصطناعي. وأظهرت النتائج أن لقاح الـ DNA نجح في تحفيز الجهاز المناعي لإنتاج أجسام مضادة، قادرة على التعرف على أنواع مختلفة من فيروسات "ساربيكوفيروس".

كما أظهرت النتائج أن التقنية كانت آمنة، وقابلة للتحمل بشكل جيد لدى المشاركين في الدراسة، دون تسجيل مخاوف كبيرة تتعلق بالسلامة.

ووصف الباحثون هذه النتائج بأنها خطوة مهمة تثبت قدرة الذكاء الاصطناعي على المساهمة في تطوير لقاحات مقاومة للتحورات الفيروسية المستقبلية.