اشترِك في نشرتنا الإخبارية
أداة بالذكاء التوليدي تتيح التعرف على العدوى الشبيهة بالتيفوئيد
09-07-2024 | 08:58
المصدر: النهار
أظهر باحثون في جامعة "كامبريدج" أنه يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي التوليدي لتحديد الالتهابات المقاومة للأدوية، بما يقلّل بشكل كبير من الوقت المستغرق للتشخيص الدقيق؛ وذلك بتدريب الخوارزميّة على تحديد البكتيريا المقاومة للأدوية بشكل صحيح بوساطة الصور المجهريّة وحدها، في غضون ساعات.
ويواجه العاملون في مجال الرعاية الصحية الأوليّة تحدي التمييز بسرعة بين الكائنات الحيّة، التي يمكن علاجها بأدوية الخط الأول، وتلك المقاومة للعلاج، إذ يمكن للاختبار التقليدي أن يستغرق عدّة أيام، ممّا يتطلب زراعة البكتيريا، واختبارها ضد علاجات مضادّة للميكروبات المختلفة، وتحليلها بوساطة فنيّ مختبر أو بوساطة آلة. وفي أغلب الأحيان، يؤدي هذا التأخير إلى علاج المرضى بأدوية غير مناسبة، ممّا قد يؤدّي إلى نتائج أكثر خطورة، وربّما يزيد من مقاومة الأدوية.
في بحث نُشر في مجلة Nature Communications، قام فريق بقيادة باحثين في مختبر البروفيسور ستيفن بيكر، في جامعة "كامبريدج"، بتطوير أداة للتعلّم الآليّ قادرة على التعرّف بوساطة الصور المجهريّة على بكتيريا Salmonella Typhimurium المقاومة للمضاد الحيويّ "سيبروفلوكساسين" Ciprofloxacin من الخط الأول من دون استخدام المضادات الحيوية. وهو (S. Typhimurium) يسبّب مرضًا في الجهاز الهضمي، ومرضًا يشبه التيفوئيد في الحالات الشديدة، التي تشمل أعراضها الحمى والتعب والصداع والغثيان وآلام البطن والإمساك أو الإسهال.
وفي الحالات الشديدة، يمكن أن تكون العوارض مهدّدة للحياة. وفي حين يمكن علاج الالتهابات بالمضادات الحيوية، أصبحت البكتيريا مقاومة بشكل متزايد لعدد من المضادات الحيوية، ممّا يجعل العلاج أكثر تعقيداً.
استخدم الفريق الفحص المجهري عالي الدقة لفحص عزلات S. Typhimurium المعرضة لتركيزات متزايدة من "السيبروفلوكساسين"، وحددوا أهم خمس ميزات تصوير للتمييز بين العزلات المقاومة والحسّاسة. ثمّ قاموا بتدريب واختبار خوارزمية التعلّم الآليّ للتعرف على هذه الميزات باستخدام بيانات التصوير من 16 عيّنة.
اللافت أن الخوارزمية كانت قادرة على التنبّؤ بشكل صحيح في كلّ حالة إذا ما كانت البكتيريا حسّاسة أو مقاومة للسيبروفلوكساسين دون الحاجة إلى تعرّض البكتيريا للدواء. وكانت هذه هي الحال بالنسبة إلى لعزلات التي تمّت زراعتها لمدة ست ساعات فقط، مقارنة بالـ24 ساعة المعتادة لزراعة العينة بوجود المضاد الحيويّ.
ومن أجل تحليل العينة باستخدام هذا النهج، لا يزال من الضروريّ عزل البكتيريا من العينة. على سبيل المثال: عيّنة من الدم أو البول أو البراز.
ومع ذلك، ونظرًا إلى أن البكتيريا لا تحتاج إلى اختبار ضد "السيبروفلوكساسين"، فهذا يعني أنّه يمكن تقليل العملية برمّتها من عدّة أيام إلى بضع ساعات.
وفي الحين التي تظهر قيود على مدى فاعلية هذا النهج من الناحية العمليّة والفعّالة من حيث التكلفة، يقول الفريق إنّه يوضح من حيث المبدأ مدى قوة الذكاء الاصطناعي التوليدي في المساعدة على مكافحة مقاومة مضادات الميكروبات.
ويهدف الفريق الآن إلى العمل على مجموعات أكبر من البكتيريا لإنشاء مجموعة تجريبية أكثر قوة، يمكنها تسريع عملية تحديد الهوية بشكل أكبر، وتسمح لهم بتحديد مقاومة "السيبروفلوكساسين" والمضادات الحيوية الأخرى في عدد من الأنواع المختلفة من البكتيريا.
