Deep Learning ความหวังการคิดค้นยา ต่อสู้ Covid-19

จากภัยโรคระบาดของไวรัส Covid-19 ทำให้ความต้องการในการค้นคว้าและวิจัยเพื่อหาวิธีรักษาเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลัน รวมถึงการนำการเรียนรู้เชิงลึก (Deep Learning) ของเทคโนโลยี AI มาใช้ แต่ว่าการศึกษาใหม่ ๆ นั้นต้องใช้เวลา และโรคระบาดหรือตัวไวรัสเองไม่เคยจะช้าลงหรือรีรอ สามารถกลายพันธุ์ได้อย่างรวดเร็วและต้านทานต่อยาที่มีในปัจจุบัน

จึงทำให้นักวิทยาศาสตร์จาก Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) สถาบันวิจัยของสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ และ Jameel Clinic for Machine Learning ศูนย์กลางปัญญาประดิษฐ์ด้านสุขภาพของสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ ริเริ่มหาวิธีการคิดค้นยาสูตรผสมที่มีฤทธิ์เสริมกันสำหรับการรักษาโรค SARS-CoV-2 หรือ Covid-19

โดยปกติแล้วนักวิทยาศาสตร์ข้อมูล (Data Scientist) จะใช้ Deep Learning ในการเลือกกลุ่มยาจากฐานข้อมูลของโรคที่มีขนาดใหญ่และพบเจอได้บ่อย ๆ เช่น โรคมะเร็ง โรคหัวใจ แต่สำหรับโรคใหม่ ๆ อย่าง Covid-19 นั้น ยังไม่สามารถใช้วิธีนี้ได้ เนื่องจากข้อมูลยังค่อนข้างจำกัด ด้วยเหตุนี้ ทางทีมของสถาบัน MIT จึงใช้แนวทางใหม่ โดยอาศัยความสามารถของ Deep Learning ดังนี้

• เรียนรู้ปฏิกิริยาระหว่างยาและเป้าหมาย (Drug-Target Interaction) เช่น โปรตีนและกรดนิวคลีอิก สำหรับโมเดลนี้ จะแสดงปฏิกิริยาของยาและกลุ่มเป้าหมายที่มีความสัมพันธ์กับโรคที่กำหนด
• เรียนรู้คู่ปฏิกิริยาของยา (Drug-Drug Synergy) เพื่อจับคู่ยาชุดใหม่ 
• เรียนรู้ความสัมพันธ์ของเป้าหมายและโรค (Target-Disease Association) เพื่อศึกษาฤทธิ์ต้านไวรัส โดยการใช้อัตราการเจริญเติบโตของไวรัส (Virus Yield) บนเนื้อเยื่อที่เพาะเลี้ยงเข้ามาเกี่ยวข้อง
  
  

จากการวิจัยค้นพบว่า ยาที่ใช้ด้วยกันและเสริมฤทธิ์ต้านเชื้อไวรัส Covid-19 คือ Remdesivir ใช้คู่กับ Reserpine หรือ Remdesivir ใช้คู่กับ IQ-1S ซึ่งผลการวิจัยนี้ได้ลงใน Proceedings of the National Academy of Sciences สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกาปลายเดือนกันยายนที่ผ่านมานี้

การใช้ยาสูตรผสมช่วยลดความสามารถในการต้านทานยาของไวรัส เนื่องจากเวลาที่ไวรัสกลายพันธุ์ มันไม่สามารถที่จะกลายพันธุ์เป็นมากกว่าหนึ่งสายพันธุ์และต้านทานต่อยาทั้งสองชนิดได้ในเวลาเดียวกัน ยิ่งไปกว่านั้น โมเดลยาดังกล่าว ยังสามารถใช้ได้กับ Delta variant และ variant อื่น ๆ ที่จะเกิดขึ้นในอนาคตอีกด้วย

Reference:

Rachel Gordon (September 24, 2021) Deep learning helps predict new drug combinations to fight Covid-19