رمزگشایی از سیستم‌ ایمنی انسان با هوش مصنوعی

پروژه ایمنی انسانی(Human Immunome Project) یک طرح علمی برای ایجاد بزرگترین مجموعه داده ایمونولوژیک جهان و توسعه مدل‌های هوش مصنوعی برای درک بهتر و استفاده از سیستم‌ ایمنی برای بهبود نتایج سلامت در سطح جهانی منتشر کرده است.

به گزارش تکناک، این طرح شامل ایجاد سایت‌های مطالعه جهانی و توسعه ابزارهای هوش مصنوعی پیشرفته برای تجزیه و تحلیل تغییرات و پاسخ‌های سیستم ایمنی است.

این سازمان اعلام کرد که پروژه سیستم‌ ایمنی انسانی (HIP) که یک ابتکار علمی غیرانتفاعی جهانی است، طرح علمی خود را 29 آوریل مصادف با 11 اردیبهشت، در روز جهانی ایمونولوژی منتشر کرد. این طرح نقشه راه دقیقی از نحوه ایجاد پروژه ایمنی انسان و شبکه سایت‌های مطالعاتی جهانی آن ارائه می‌دهد که بزرگترین و متنوع‌ترین مجموعه داده ایمونولوژیک جهان را تولید می‌کند و از این داده‌هhttps://doi.org/10.1056/NEJMoa2401479ا برای تقویت مدل‌های هوش مصنوعی در دسترس عموم از سیستم ایمنی استفاده می‌کند.

اهمیت سیستم ایمنی بدن

دکتر هانس کرستد، مدیرعامل پروژه سیستم‌ ایمنی انسانی گفت: سیستم ایمنی مرکز سلامت انسان است و طرح علمی تازه منتشر شده ما یک استراتژی عملی و جهانی را برای چگونگی کشف اسرار سیستم ایمنی و استفاده از قدرت آن برای بهبود سلامت برای همه انسان‌ها ترسیم می‌کند.

سیستم ایمنی بدن انسان یکی از پیچیده‌ترین سیستم‌های جهان و یکی از مهم‌ترین آن‌ها است. این سیستم تعیین می‌کند که آیا ما در دوران شیرخوارگی زنده می‌مانیم، به کدام بیماری مبتلا می‌شویم، چگونه پیر می‌شویم و چقدر عمر می‌کنیم. درک سیستم ایمنی ما کلید مبارزه با بیماری و بهبود سلامت برای همه است. با این حال تاکنون پیچیدگی آن توانایی ما را برای استفاده از پتانسیل آن محدود کرده است.

پیشرفت در تحقیقات ایمنی

پیشرفت‌های اخیر در پایش سیستم ایمنی و هوش مصنوعی، ابزارهایی را برای تولید و پردازش سریع تریلیون‌ها نقطه داده مورد نیاز برای شبیه‌سازی سیستم ایمنی، درک اینکه چگونه در افراد مختلف متفاوت است و همچنین توسعه رویکردهای هدفمند برای طولانی‌تر کردن دوره سلامت و مبارزه با بیماری‌ها فراهم می‌کند.

با وجود این پیشرفت‌های فوق‌العاده، درک ما از سیستم ایمنی محدود است. کمتر از یک درصد از داده‌های ایمونولوژیکی لازم برای درک عملکرد و تنوع ایمنی در مقیاس جهانی در دسترس است. به این ترتیب، اولین ماموریت HIP تولید مجموعه داده‌های ایمونولوژیکی متنوع در مقیاس بزرگ است.

تلاش‌های جمع‌آوری داده‌های جهانی

برای تولید این داده‌ها، HIP شبکه‌ای از سایت‌های مطالعه جهانی ایجاد می‌کند که منعکس‌کننده تنوع بشریت (در سراسر سن، قومیت، جغرافیا، جنسیت و وضعیت اجتماعی-اقتصادی) و پاسخ‌های ایمنی است. داده‌ها از طریق یک رویکرد مرحله‌ای تولید می‌شوند و توسط کیت‌های نظارت ایمنی مهندسی شده HIP فعال می‌شوند که مجموعه‌ای از سنجش‌ها و روش‌های عملیاتی هستند که جمع‌آوری داده‌های سریع، قوی و استاندارد شده را در سراسر جهان تسهیل می‌کند.

این تلاش مشترک و جهانی، مجموعه‌های داده پایه و طولی را تولید می‌کند که دانشمندان را قادر می‌سازد تا تغییرات رشدی و وابسته به سن را ارزیابی کنند و مسیر سلامتی گروه‌های مختلف جمعیتی در سراسر جهان را به صورت محاسباتی به هم بچسبانند.

سایت‌های آزمایشی و توسعه هوش مصنوعی

با طرح علمی که اکنون به‌طور کامل بیان شده است، پروژه ایمنی انسانی در تلاش است تا سایت‌های آزمایشی اولیه خود را ایجاد کند و تا 10 سایت پیشرفته که داده‌ها را جمع آوری می‌کند را توسعه دهد تا به اصلاح مدل سایت اصلی کمک کنند و HIP را برای مقیاس آماده کنند. این سایت‌ها به‌طور خاص در سطح جهانی با تمرکز بر آفریقای جنوبی و جنوب صحرای آفریقا، گسترش خواهند یافت.

با پیشرفت جمع‌آوری داده‌ها، HIP شروع به توسعه مدل‌های هوش مصنوعی ابتدا پیش‌بینی‌کننده و سپس مکانیکی خواهد کرد که درک ما را از پاسخ‌های ایمنی و مسیرهای سلامت فردی و مبتنی بر جمعیت عمیق‌تر می‌کند. این مدل‌ها دیدی جامع از سیستم ایمنی ارائه می‌دهند و دانشمندان را با ابزاری جدید و تحول‌آفرین برای پیشبرد توسعه دارو، تقویت حوزه پزشکی شخصی‌سازی‌شده و افزایش طول عمر توانمند می‌سازند. همچنین این داده‌ها و مدل‌ها، بینش‌های جدیدی مرتبط با تقریباً همه بیماری‌ها از جمله چالش‌های کلیدی بهداشت جهانی مرتبط با سلامت مادر، پیری و زوال عقل و تکامل بیماری‌ها را ایجاد خواهند کرد.

همکاری و اصلاح طرح علمی

پیش نویس اولیه طرح علمی HIP با گروهی از متخصصان جهانی در کنفرانس پروژه ایمن‌سازی انسان در عمل که در موزه علوم CosmoCaixa توسط موسسه تحقیقات Caixa و HIP در نوامبر 2023 میزبانی شد، به اشتراک گذاشته شد. این کنفرانس فرصتی را برای شرکت‌کنندگان فراهم کرد تا نظرات خود را ارائه دهند و با تایید ماموریت، چشم انداز پروژه ایمنی انسان به پایان رسید.

از ماه نوامبر، گروه علمی HIP به رهبری دکتر جان تسانگ، دکتر شای شن-اور و دکتر اوریت لاوی، این طرح را با استفاده از بازخورد جمع‌آوری شده در کنفرانس اصلاح کردند. نتیجه یک استراتژی دقیق برای رمزگشایی و شبیه‌سازی سیستم ایمنی با هدف نهایی بهبود سلامت برای همه است.