رویکرد دیجیتال مُدرنا در صنعت داروسازی

0 330

یکی از اولین واکسن‌های کووید-۱۹ که توانست از سازمان غذا و دارو آمریکا مجوز اضطراری جهت عرضه عمومی را دریافت کند، واکسن شرکت مدرنا‌(moderna) بود. علاوه بر استفاده از پلتفرم mRNA برای تهیه این واکسن، ویژگی دیگری که این واکسن را در کانون توجه قرار داد، هوش مصنوعی بود.

مراحل مختلفی طی می‌شود تا یک واکسن موثر و طولانی اثر برای یک بیماری عرضه شود. تحقیقات و تست‌های مختلف، هزینه‌های زیادی دارند و این فرایند به طور میانگین ​​۱۵ تا ۲۰ سال به طول می‌انجامد. اما در طی همه گیری، محققان از روش‌های مختلفی برای پیش‌برد هر مرحله در سریع‌ترین زمان ممکن استفاده می‌کنند.

در قسمت ۲۰۹ از پادکست Me, Myself, and AI میزبانان پادکست با دکتر دیو جانسون مدیر هوش مصنوعی شرکت مدرنا در خصوص رویکرد‌های بیوتکنولوژی دیجیتال و استفاده از داده گفتگو می‌کنند.

معرفی مهمان

دکتر دیو جانسون، مدیر ارشد هوش مصنوعی مدرنا است. او دارای مدرک فیزیک اطلاعات است، علمی که در ارتباط مستقیم با علم داده‌است. او بیش از هفت سال است که در مدرنا مشغول به کار است و پیش از این در شرکت مشاوره‌ تکنولوژی، داده و هوش مصنوعی tessella مشغول به فعالیت بوده‌است.

معرفی مُدرنا

شرکت بیوتکنولوژی مدرنا شرکت داروسازی در ماساچوست آمریکا است که تلاش آن بر توسعه دارو بر پایه mRNA می‌باشد. این شرکت در سال ۲۰۱۰ تاسیس شده و از ابتدای فعالیت سعی بر استفاده از علم داده و هوش مصنوعی برای توسعه فناوری و طراحی دارو و واکسن‌های جدید داشته است. از جمله فعالیت‌های مهم مدرنا می‌توان به توسعه دارو برای بیماران نادر، طراحی واکسن شخصی‌سازی شده برای سرطان و طراحی واکسن کووید-۱۹ اشاره کرد.

 

استفاده از هوش مصنوعی در فرایند ساخت واکسن کووید-۱۹ در مدرنا

 

مدرنا از پیشتازان ساخت واکسن کووید-۱۹ در جهان است. این شرکت در همان روز‌های ابتدایی همه‌گیری، شروع به ساختن واکسن کووید-۱۹ کرد. مدرنا با همکاری amazon web service و با استفاده از زیرساخت‌های این مجموعه شروع به تجزیه و تحلیل داده‌ها با استفاده از هوش مصنوعی کرده و توانست ۴۲ روز پس از اولین توالی‌یابی ویروس کووید-۱۹، واکسن MRNA- 1273 خود را برای آزمایش فاز اول به موسسه‌ی بهداشت ملی ایالات متحده آمریکا (NIH) تحویل دهد. در ۱۶ نوامبر ۲۰۲۰ شرکت مدرنا اعلام کرد بر‌اساس نتایج اولیه، این واکسن توانسته نزدیک به ۹۴.۱ درصد از آزمایش‌شوندگان را از ابتلا به کرونا مصون کند.

از علاقه به علم داده تا صنعت دارو

در ابتدای پادکست دیو جانسون به معرفی خود و نقش خود در شرکت مدرنا می‌پردازد. او مدیر فناوری اطلاعات و هوش مصنوعی این شرکت است و تمامی فرایند‌های مربوط به داده‌ها و کار‌های انجام گرفته برای بکارگیری هوش مصنوعی در فرایند‌های مختلف زیر نظر او انجام می‌شود. علاقه او به علم داده و تجزیه و تحلیل نظری داده‌هاست. جانسون می‌گوید: «زمانی که دانشگاه را به اتمام رساندم، متوجه شدم محیط دانشگاه برای من جای مناسبی نیست و علاقه دارم کار‌هایی که انجام می‌دهم کاربردی باشد و در نهایت به یک شرکت مشاوره‌ای رسیدم که برای شرکت‌های دارویی بزرگ کار می‌کرد.»

وی اشاره می‌کند که در این شرکت در پروژه‌های خاص شرکت‌های دارویی در در زمینه تحلیل داده‌های بالینی فعالیت کرده و حدود ۷ سال پیش وارد مدرنا شده‌است.

مدرنا، پیشرو در تحول دیجیتال

دیو جانسون توضیح می‌دهد به دلیل این که مزایا و ارزش‌های دیجیتالی شدن فرایند‌ها بر کسی پوشیده نبود، مدرنا به سرعت دیجیتالی شد و بسیاری از فرایند‌ها خودکار شدند. آن‌ها در مدرنا داده‌های پیش‌بالینی بسیاری دارند و این امر کمک می‌کند بتوانند نتایج خوبی از آن‌ها استخراج کنند. به عنوان مثال او به فناوری mRNA اشاره می‌کند. آن‌ها در حال کدگذاری پروتئین‌ها که توالی‌‌ای از اسید‌های آمینه است هستند اما نکته مهم آن‌ است که برای این توالی، باید بدانیم از کدام اسید نوکلئوتید شروع کنیم که این کار با توجه به حجم بسیار زیادی از داده‌ها کار دشواری است(mRNA یک نوع RNA است که قسمتی از پن را برای ساخت پروتئین کدگذاری می‌کند، در واقع mRNA از روی نسخه DNA ساخته شده و پس از آن برای ساخت پروتئین به ریبوزوم می‌رود.در ریبوزوم تعیین می‌شود جلوی هر اسید نوکلئید چه اسید آمینه‌ای قرار‌گیرد و از بهم پیوستن این اسید‌های آمینه یک رشته پلی پپتیدی تشکیل می‌شود، به زبان ساده ترتیب قرار‌گیری اسیدهای آمینه و در نتیجه ساختار پروتئین‌ها تحت کنترل ژن است) . هوش مصنوعی در این قسمت با سرعت بالا بهترین راه حل را انتخاب می‌کند. آن‌ها در مدرنا الگوریتم‌هایی را در اختیار دارند که می‌تواند این توانایی را به آنها دهد که با توجه به تحقیقات انسان در گذشته و نتایج بدست آمده، بهترین راه‌حل را به صورت خودکار انتخاب کند. الگوریتم حتی می‌تواند پس از انتخاب آن را بهینه کرده و در صورتی که در بیان ضرر داشته‌باشد آن را تغییر دهد.

دیو می‌گوید: «ما در مدرنا نیاز به تولید mRNA در مقیاس کوچک برای تحقیقات آزمایشگاهی داشتیم، به صورت سنتی امکان ایجاد ۳۰ mRNA جدید وجود داشت. آنچه که ما به فکر آن بودیم، سرعت بخشیدن به فرایند تحقیقات بود و با دیجیتالی کردن فرایند‌ها، اتوماسیون و استفاده از الگوریتم‌های مختلف هوش مصنوعی، به ظرفیت هزار در هر ماه بدون نیاز به منابع جدید و با دقت بالاتر رسیدیم.»

دیو جانسون همچنین در مورد جایگزین کردن هوش مصنوعی به جای انسان می‌گوید: «ما دنبال جایگزین‌کردن هوش مصنوعی به جای انسان نیستیم. انسان‌ها از قدرت انعطاف‌پذیری و خلاقیت خوبی برخوردار هستند در حالی که ماشین‌ها دقت بالایی دارند و این کار در مقیاس و سرعت بالایی انجام می‌شود. آن چیزی را که به عنوان پروژه موفق می‌دانیم، جایی است که این دو کنار همدیگر قرار می‌گیرند.»

استفاده از هوش مصنوعی برای ساخت واکسن کووید-۱۹ 

مدرنا از روز اول برنامه‌ای برای استفاده از هوش مصنوعی برای طراحی و ساخت دارو و واکسن و یا همکاری در توسعه هوش مصنوعی برای شرکت‌های دارویی دیگر نداشته است اما دیو می‌گوید از همان روز اول، استفاده از داده و تجزیه و تحلیل آن در مدرنا وجود داشت.

مدیران ارشد این شرکت پس از گذشت مدتی از آغاز به کار آن، تصمیم به استفاده از هوش مصنوعی برای تصمیم‌گیری و اتوماسیون کار‌ها گرفتند. به گفته‌ی او برنامه مدرنا ایجاد پلتفرم هوشمند حول mRNA بوده‌است که بتوان با تغییر کد‌های این پلتفرم به داروی جدیدی رسید. او می‌گوید با شروع پاندمی آن‌ها تنها اطلاعات این پلتفرم هوش مصنوعی را برای ساخت واکسن کووید-۱۹ تغییر داده‌اند.

شرکت مدرنا به جای آن که افراد بسیاری با تخصص‌های مختلف را برای بررسی داده‌های پیش‌بالینی استخدام کنند تا بهترین راه حل و نتیجه را برای ساخت واکسن و ارائه آن برای مرحله بالینی ارائه کنند از هوش مصنوعی استفاده کردند. هوش مصنوعی این داده‌ها را بررسی و فرایند تحقیقات پیش‌بالینی واکسن را انجام داد. او می‌گوید: «پس از آن که توانستیم به این مهم دست پیدا کنیم همیشه این سوال مهم وجود داشت که آیا این در دنیای واقعی هم کار خواهد کرد؟ و آن جا بود که بی صبرانه منتظر نتایج بالینی بودیم.»

معرفی میزبانان

Sam Ransbotham

سَم دارای مدرک دکترای سیستم‌های اطلاعاتی است و هم‌اکنون استاد دانشگاه بوستون می‌باشد. او از سال ۲۰۱۴ با MIT sloan review همکاری می‌کند.

Shervin Khodabandeh

او دارای مدرک دکتری مهندسی شیمی است و هم‌اکنون مدیر‌عامل گروه مشاوره کسب‌و‌کار بوستون BCG است.

معرفی پادکست

Me, Myself, and AI  یک پادکست مشترک از MIT Sloan Management Review و گروه مشاوره بوستون است.

در هر قسمت از این پادکست با مدیران و فن‌آورانی به گفتگو پرداخته می‌شود که توانسته‌اند با استفاده از هوش مصنوعی به موفقیت‌های بزرگی در کسب‌و‌کار و یا سازمان خود برسند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص نقش هوش مصنوعی در ساخت واکسن می‌توانید مقاله هوش مصنوعی پلی به سوی واکسن کووید-۱۹ را مطالعه فرمایید.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.