< Return to Video

כיצד אנו משתמשים בבינה מלכותית בכדי לגלות אנטיביוטיקה חדשה

  • 0:01 - 0:04
    אז איך ננצח את וירוס הקורונה הזה?
  • 0:04 - 0:07
    באמצעות הכלים הטובים ביותר שלנו:
  • 0:07 - 0:09
    המדע והטכנולוגיה שלנו.
  • 0:10 - 0:13
    במעבדה שלי אנו משתמשים
    בכלים של בינה מלאכותית
  • 0:13 - 0:14
    וביולוגיה סינתטית
  • 0:14 - 0:17
    כדי להאיץ את המאבק נגד מגיפה זו.
  • 0:18 - 0:20
    העבודה שלנו תוכננה במקור
  • 0:20 - 0:23
    להתמודד עם משבר העמידות לאנטיביוטיקה,
  • 0:23 - 0:28
    הפרויקט שלנו מבקש לרתום את
    כוח למידת המכונה
  • 0:28 - 0:29
    כדי לחדש את ארסנל האנטיביוטיקה שלנו
  • 0:29 - 0:33
    ולהמנע מעידן פוסט-אנטיביוטיקה
    הרסני, גלובלי.
  • 0:34 - 0:37
    חשוב מכך, באותו אופן
    ניתן להשתמש בטכנולוגיה
  • 0:37 - 0:39
    כדי לחפש תרכובות אנטי-ויראליות
  • 0:39 - 0:41
    שיוכלו לעזור לנו להילחם במגיפה הנוכחית.
  • 0:42 - 0:46
    למידת מכונה הופכת את המודל
    המסורתי של גילוי תרופות
  • 0:46 - 0:47
    על פיו.
  • 0:47 - 0:49
    בגישה זו,
  • 0:49 - 0:53
    במקום לבדוק בקפידה אלפי מולקולות קיימות
  • 0:53 - 0:54
    אחת אחת במעבדה,
  • 0:54 - 0:56
    כדי להעריך את יעילותן,
  • 0:56 - 1:01
    אנחנו יכולים להכשיר מחשב לחקור
    את המרחב האקספוננציאלי הגדול יותר
  • 1:01 - 1:04
    של כל המולקולות האפשריות שאפשר לסנתז,
  • 1:04 - 1:10
    וכך, במקום לחפש מחט בערימת שחת,
  • 1:10 - 1:14
    אנו יכולים להשתמש במגנט
    הענק של כוח המחשוב
  • 1:14 - 1:17
    כדי למצוא מחטים רבות
    בערימות שחת מרובות בו זמנית.
  • 1:18 - 1:20
    היו לנו כבר כמה הצלחות מוקדמות.
  • 1:21 - 1:26
    לאחרונה השתמשנו בלמידת מכונה כדי
    לגלות אנטיביוטיקות חדשות
  • 1:26 - 1:29
    שיכולות לעזור לנו להילחם בזיהומים חיידקיים
  • 1:29 - 1:33
    שעלולים להתרחש לצד זיהומים
    מסוג SARS-CoV-2.
  • 1:33 - 1:37
    לפני חודשיים, המיזם
    TED's Audacious Project אישר עבורנו מימון
  • 1:37 - 1:40
    כדי להגדיל באופן מסיבי את העבודה שלנו
  • 1:40 - 1:44
    במטרה לגלות 7 סוגים של אנטיביוטיקות חדשות
  • 1:44 - 1:48
    נגד שבעה מהפתוגנים הקטלניים ביותר בעולם,
  • 1:48 - 1:50
    במהלך שבע השנים הבאות.
  • 1:50 - 1:52
    כדי להכניס זאת להקשר:
  • 1:52 - 1:54
    מספר סוגי האנטיביוטיקה החדשים
  • 1:54 - 1:57
    שהתגלו בשלושת העשורים האחרונים הוא - אפס.
  • 1:58 - 2:02
    ואילו החיפוש אחר אנטיביוטיקה חדשה הוא
    למען העתיד לטווח הבינוני שלנו,
  • 2:02 - 2:06
    וירוס הקורונה החדש מהווה איום קטלני מיידי,
  • 2:06 - 2:10
    ואני נרגש לחלוק את זה שאנו חושבים
    שנוכל להשתמש באותה טכנולוגיה
  • 2:10 - 2:13
    כדי לחפש טיפולים שילחמו בנגיף הזה.
  • 2:13 - 2:15
    אז איך נעשה זאת?
  • 2:15 - 2:18
    ובכן, אנחנו יוצרים ספריית הדרכה מורכבת
  • 2:18 - 2:24
    ועם עמיתים, מיישמים מולקולות אלו
    לתאים נגועים ב- SARS-CoV-2
  • 2:24 - 2:28
    כדי לראות מי מהם מציג פעילות יעילה.
  • 2:28 - 2:31
    נתונים אלה ישמשו להדרכת
    מודל למידת מכונה
  • 2:31 - 2:35
    שיוחל על ספרית אין-סיליקו
    בת יותר ממיליארד מולקולות
  • 2:35 - 2:40
    כדי לחפש פוטנציאל של תרכובות
    אנטי-ויראליות חדשות.
  • 2:40 - 2:43
    אנו נסנתז ונבדוק את התחזיות המבטיחות ביותר
  • 2:43 - 2:46
    ונקדם את המועמדים הכי מבטיחים לקליניקה.
  • 2:46 - 2:48
    נשמע טוב מכדי להיות אמיתי?
  • 2:48 - 2:50
    ובכן, זה לא אמור להישמע כך.
  • 2:50 - 2:53
    פרויקט AI לחיפוש אנטיביוטיקה
    נוסד על בסיס הוכחת המחקר שלנו
  • 2:53 - 2:56
    שהוביל לגילוי אנטיביוטיקה בעלת קשת רחבה
  • 2:56 - 2:58
    שנקראת הלוצין.
  • 2:58 - 3:01
    להלוצין פעילות אנטי בקטריאלית חזקה
  • 3:01 - 3:05
    נגד כמעט כל הפתוגנים החיידקיים
    העמידים לאנטיביוטיקה,
  • 3:05 - 3:09
    כולל זיהומים עמידים ובלתי ניתנים לטיפול.
  • 3:10 - 3:12
    יותר חשוב, בניגוד לאנטיביוטיקות הנוכחיות,
  • 3:12 - 3:16
    התדירות בה חיידקים מפתחים התנגדות להלוצין
  • 3:16 - 3:17
    היא נמוכה להפליא.
  • 3:18 - 3:23
    בדקנו את יכולתם של החיידקים
    לפתח התנגדות להלוצין
  • 3:23 - 3:25
    כמו גם ל"ציפרו" במעבדה.
  • 3:25 - 3:27
    במקרה של ציפרו,
  • 3:27 - 3:30
    אחרי יום אחד בלבד, ראינו עמידות.
  • 3:30 - 3:32
    במקרה של הלוצין
  • 3:32 - 3:34
    אחרי יום אחד, לא ראינו שום עמידות.
  • 3:34 - 3:38
    באופן מדהים, אפילו אחרי 30 יום,
  • 3:38 - 3:40
    לא ראינו שום עמידות להלוצין.
  • 3:41 - 3:47
    בפרויקט הרצה זה בדקנו לראשונה
    כ- 2,500 תרכובות נגד E. coli.
  • 3:47 - 3:50
    ערכת ניסוי זו כללה אנטיביוטיקות ידועות,
  • 3:50 - 3:52
    כמו ציפרו ופניצילין,
  • 3:52 - 3:54
    כמו גם תרופות רבות שאינן אנטיביוטיקה.
  • 3:55 - 3:58
    בנתונים אלה השתמשנו כדי להכשיר מודל
  • 3:58 - 4:02
    ללמוד תכונות מולקולריות הקשורות
    לפעילות אנטיבקטריאלית.
  • 4:02 - 4:05
    לאחר מכן יישמנו מודל זה לספרייה
    שמתאימה תרופות לתכלית חדשה
  • 4:05 - 4:07
    שמורכבת מכמה אלפי מולקולות
  • 4:07 - 4:10
    וביקשנו מהמודל לזהות מולקולות
  • 4:10 - 4:13
    שנחזו שיש להן תכונות אנטיבקטריאליות
  • 4:13 - 4:15
    אבל לא נראות כמו אנטיביוטיקות קיימות.
  • 4:16 - 4:21
    רק מולקולה אחת בספריה הזאת
    תואמת לקריטריונים האלה,
  • 4:21 - 4:24
    והתברר שהמולקולה היא הלוצין.
  • 4:24 - 4:28
    בהתחשב בכך שהלוצין לא נראית
    כמו אנטיביוטיקה קיימת כלשהי,
  • 4:28 - 4:32
    היה בלתי אפשרי לאדם כלשהו,
    גם אם הוא מומחה לאנטיביוטיקה,
  • 4:32 - 4:34
    לזהות את ההלוצין באופן כזה.
  • 4:35 - 4:37
    תארו לעצמכם כעת מה היינו יכולים
    לעשות עם טכנולוגיה זו
  • 4:37 - 4:39
    נגד SARS-CoV-2.
  • 4:40 - 4:41
    וזה לא הכל.
  • 4:41 - 4:44
    אנו משתמשים גם בכלים של ביולוגיה סינתטית,
  • 4:44 - 4:47
    שעוסקת ב DNA ומנגנונים תאיים אחרים,
  • 4:47 - 4:51
    כדי לשרת מטרות אנושיות כמו
    מאבק ב- COVID-19,
  • 4:51 - 4:54
    ושימו לב, אנחנו עובדים על פיתוח מסכת מגן
  • 4:54 - 4:58
    שיכולה גם לשרת לבדיקת אבחון מהירה.
  • 4:58 - 5:00
    אז איך זה עובד?
  • 5:00 - 5:01
    ובכן, לאחרונה הראינו
  • 5:01 - 5:04
    שניתן להוציא את המנגנון התאי מתוך תא חי,
  • 5:04 - 5:08
    לייבש אותו בהקפאה יחד עם
    חיישני RNA על נייר
  • 5:08 - 5:13
    על מנת ליצור אבחון
    לאבולה ולזיקה בעלות נמוכה.
  • 5:14 - 5:19
    החיישנים מופעלים כאשר הם מורטבים מחדש
    על ידי דגימת מטופל
  • 5:19 - 5:22
    היא יכולה להיות מורכבת מדם או רוק, למשל.
  • 5:22 - 5:25
    מסתבר שהטכנולוגיה הזו אינה מוגבלת לנייר
  • 5:25 - 5:28
    וניתן ליישם אותה לחומרים אחרים, כולל בד.
  • 5:29 - 5:31
    למגיפת COVID-19,
  • 5:31 - 5:35
    אנו מעצבים חיישני RNA לאיתור הנגיף
  • 5:35 - 5:38
    וייבושו בהקפאה יחד עם
    המנגנונים התאיים הדרושים
  • 5:38 - 5:41
    לתוך הבד של מסכת פנים,
  • 5:41 - 5:43
    ששם הפעולה הפשוטה של הנשימה,
  • 5:43 - 5:46
    יחד עם אדי המים שמגיעים איתה,
  • 5:46 - 5:47
    יכולים להפעיל את הבדיקה.
  • 5:48 - 5:52
    כך,במקרה שחולה נגוע ב SARS-CoV-2,
  • 5:52 - 5:54
    המסכה תייצר אות פלואורסצנטי
  • 5:54 - 5:58
    שניתן יהיה לזהות באמצעות
    מכשיר ידני לא יקר.
  • 5:59 - 6:03
    תוך שעה או שעתיים, ניתן יהיה לאבחן מטופל.
  • 6:03 - 6:06
    בבטחה, מרחוק, ובאופן מדויק.
  • 6:07 - 6:09
    אנו משתמשים גם בביולוגיה סינתטית
  • 6:09 - 6:12
    כדי לתכנן חיסון מועמד ל-COVID-19.
  • 6:13 - 6:16
    אנו מיעדים מחדש את חיסון ה BCG,
  • 6:16 - 6:19
    ששימש נגד שחפת במשך מאה שנים בקירוב.
  • 6:19 - 6:20
    זה חיסון חי מוחלש
  • 6:20 - 6:25
    ואנחנו מהנדסים אותו לגלות
    אנטיגנים של SARS-CoV-2,
  • 6:25 - 6:28
    שאמורים להפעיל ייצור של נוגדנים מגנים
  • 6:28 - 6:29
    על ידי מערכת החיסון.
  • 6:29 - 6:32
    חשוב לציין, ל BCG יש יכולת מדרגית גבוהה
  • 6:32 - 6:37
    ופרופיל הבטיחות שלו טוב יותר
    מכל חיסון מדווח.
  • 6:38 - 6:43
    עם הכלים של הביולוגיה הסינתטית
    והבינה המלאכותית,
  • 6:43 - 6:46
    אנחנו יכולים לנצח במאבק
    נגד וירוס הקורונה הזה
  • 6:47 - 6:50
    עבודה זו נמצאת בשלביה הראשונים מאוד,
    אבל סיכוי ההצלחה הוא אמיתי.
  • 6:51 - 6:54
    מדע וטכנולוגיה יכולים לתת לנו יתרון חשוב
  • 6:54 - 6:57
    במאבק של השכל האנושי כנגד
    הגנים של חיידקי העל,
  • 6:57 - 6:59
    קרב שאנחנו יכולים לנצח.
  • 7:00 - 7:01
    תודה רבה.
Title:
כיצד אנו משתמשים בבינה מלכותית בכדי לגלות אנטיביוטיקה חדשה
Speaker:
ג'ים קולינס
Description:

לפני מגיפת נגיף הקורונה, שילבו מהנדס הביוטכנולוגיה ג'ים ק'ולינס וצוותו את כוחה של הבינה המלכותית עם ביולוגיה סינתטית, במאמץ להילחם במשבר מתקרב של חיידקי-על עמידים לאנטיביוטיקה. קולינס מסביר כיצד הם הניעו את מאמציהם להתחיל לפתח סדרה של כלים ותרכובות אנטי-ויראליות שיסייעו להילחם ב- COVID-19 - ומשתף בתוכניתם לגלות שבעה סוגים חדשים של אנטיביוטיקה בשבע השנים הבאות. (תוכנית שאפתנית זו היא חלק מ"הפרויקט הנועז," ביוזמת TED לעורר השראה ולמימון שינוי עולמי.)
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
07:15

Hebrew subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.