ساینس دیلی در تازه‌ترین مورد گزارش داده است که روش نوآورانه پژوهشگران «دانشگاه تگزاس در آستین»، از هوش مصنوعی و حسگرهای زیستی استفاده می‌کند تا راه را برای توسعه سریع‌تر داروهایی مانند داروی آلزایمر هموار کند. گالانتامین (Galantamine) یک داروی رایج است که افراد مبتلا به بیماری آلزایمر و سایر انواع زوال عقل در سراسر جهان برای درمان علائم بیماری خود از آن استفاده می‌کنند. تولید ترکیبات فعال در آزمایشگاه در مقیاس مورد نیاز، از نظر تجاری ساده نیست. در آمده است که ماده مؤثر طی یک فرآیند زمان‌بر از گل نرگس استخراج می‌شود و عوامل غیرقابل پیش‌بینی مانند آب و هوا و عملکرد محصول می‌توانند بر عرضه و قیمت دارو تأثیر بگذارند. پژوهشگران دانشگاه تگزاس در آستین، سیستم‌هایی را از جمله یک سیستم هوش مصنوعی و حسگرهای زیستی درخشان برای مهار میکروب‌ها توسعه داده‌اند که می‌توانند مشکل تولید داروها را حل کنند. پژوهشگران در این پروژه، فرآیندی را با استفاده از باکتری‌های اصلاح‌شده ژنتیکی برای ایجاد پیش‌ساز شیمیایی گالانتامین به عنوان محصول جانبی متابولیسم سلولی طبیعی این میکروب ارائه داده‌اند. این باکتری‌ها طوری برنامه‌ریزی شده‌اند که غذا را به ترکیبات دارویی تبدیل کنند. اندرو الینگتون، استاد دانشگاه تگزاس در آستین و پژوهشگر ارشد این پروژه، گفت: هدف این است که در نهایت داروهایی از این دست را در مقادیر زیاد تخمیر کنیم. این روش، یک منبع قابل اعتماد را ایجاد می‌کند که هزینه تولید آن بسیار کمتر است، فصل رشد ندارد و تحت تاثیر خشکسالی یا سیل قرار نمی‌گیرد. دنی دیاز، پژوهشگر مقطع فوق دکتری دانشگاه تگزاس در آستین، یک سیستم هوش مصنوعی را به نام «MutComputeX» ابداع کرد که کلید این فرآیند است. این سیستم، نحوه جهش پروتئین‌ها را در باکتری‌ها برای بهبود کارآیی و دمای عملیاتی آنها به منظور به حداکثر رساندن تولید ماده شیمیایی دارویی مورد نیاز مشخص می‌کند. دیاز گفت: این سیستم به شناسایی جهش‌هایی کمک کرد که باکتری‌ها را در تولید مولکول مورد نظر کارآمدتر می‌کنند. در برخی موارد، سیستم تا سه برابر بیشتر از سیستم طبیعی موجود در گل نرگس کارآمد بود. فرآیند مهار میکروب‌ها برای تولید محصولات جانبی سودمند، چیز جدیدی نیست. برای مثال، باکتری‌ها به تولید پنیر و ماست کمک می‌کنند. تخمیر میکروبی در حال حاضر برای ساخت انواع خاصی از انسولین برای درمان دیابت مورد استفاده قرار می‌گیرد. هورمون‌ها و پروتئین‌های نوترکیب مورد استفاده در چندین دارو مانند داروهای خودایمنی و حتی واکسن‌ها نیز تحت این فرآیند ایجاد می‌شوند. استفاده از هوش مصنوعی در این فرآیند، نسبتا جدید است و آنچه را که با تخمیر میکروبی امکان‌پذیر می‌شود، گسترش می‌دهد. این گروه پژوهشی، باکتری «اشریشیا کلی»(E. coli) را برای تولید «4-O’Methyl-norbelladine» اصلاح ژنتیکی کردند که یک عنصر شیمیایی سازنده گالانتامین است. این مولکول در خانواده‌ای از ترکیبات استخراج‌شده از گل نرگس موجود است که کاربرد دارویی در درمان بیماری‌هایی مانند سرطان، عفونت‌های قارچی و عفونت‌های ویروسی دارند، اما استفاده از تخمیر میکروبی برای ایجاد یک ماده شیمیایی در این خانواده، یک کار جدید است. پژوهشگران یک حسگر زیستی فلورسنت را نیز ابداع کردند تا به سرعت نشان دهد کدام باکتری، مواد شیمیایی مورد نظر را تولید می‌کند و چه مقدار از آن را ارائه می‌دهد. هنگامی که حسگر زیستی با پروتئینی که به طور ویژه ساخته شده است، تماس پیدا می‌کند، به رنگ سبز می‌درخشد. سایمون دویلزنیتز، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: حسگر زیستی به ما امکان می‌دهد تا نمونه‌ها را در چند ثانیه آزمایش و تحلیل کنیم. همچنین، برنامه یادگیری ماشینی به ما امکان می‌دهد که به راحتی ترکیبات را از ده‌ها هزار مورد به ده‌ها مورد محدود کنیم. این دو در کنار هم، یک سیستم واقعا قوی را تشکیل می‌دهند. این پژوهش در مجله «Nature Communications» به چاپ رسید.

سایت علمی اس‌ای با نشر گزارشی گفته است که یافته‌های یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که مسواک زدن دندان‌ها می‌تواند از افراد، به ویژه کسانی که در بیمارستان بستری هستند، در برابر ابتلا به بیماری سینه‌پهلو یا همان ذات‌الریه محافظت کند. این سایت علمی گفت که تجزیه و تحلیل جدید بیش از دو هزار و ۷۰۰ بیمار نشان می‌دهد که تمیز نگه‌داشتن دندان‌ها، می‌تواند افراد بستری در بیمارستان را از ابتلا به ذات‌الریه در امان نگه‌دارد و موارد کمتری از عفونت رایج ریه با مسواک زدن روزانه مرتبط است. سلینا ارنزلر و مایکل کلمپاس، دو اپیدمیولوژیست متخصص در بیماری‌های عفونی در بیمارستان زنان و بریگهام در بوستون، داده‌های ۱۵ کارآزمایی بالینی را جمع‌آوری کردند که در آن افراد چندین بار در روز دندان‌های خود را مسواک می‌زدند یا دهان خود را با دهان‌شویه‌های ضدعفونی‌کننده می‌شستند. سلینا ارنزلر و مایکل کلمپاس با تجزیه و تحلیل داده‌های مربوط به دو هزار و ۷۸۶ بیمار درگیر در ۱۵ کارآزمایی بالینی دریافته‌اند که میزان ابتلا به ذات‌الریه در بیمارستان در میان بیمارانی که به ‌طور تصادفی به مسواک زدن روزانه یا بیشتر پرداخته‌اند، کمتر است. ذات‌الریه اکتسابی بیمارستانی یک عفونت ریه شایع و کشنده است که می‌تواند بیمارانی را که از قبل بیمار هستند، با شدت بیشتری بیمار کند. از مطالعات انجام شده در سراسر جهان، میزان بروز آن از یک در ۵۰ تا یک در ۲۰۰ بستری در بیمارستان متغیر است. در حالی که منفعت رعایت بهداشت دهان و دندان کاملاً واضح به نظر می‌رسد، تمیز کردن دندان‌ها همچنین می‌تواند مانع از نفوذ باکتری‌ها یا سایر عوامل بیماری‌زا به گلو و ابتلا به عفونت‌های ریوی مانند ذات‌الریه شود. البته شواهد این امر تاکنون به ویژه برای بیماران بستری در بیمارستان که نمی‌توانند بدون کمک کسی مسواک بزنند، کمی متناقض بوده است. بیماران بدحالی که در بیمارستان بستری می‌شوند ممکن است به شکل ویژه در برابر عفونت آسیب‌پذیر باشند و سپس خود را در محیطی ببینند که مملو از میکروب‌های مقاوم به دارو است. به طور کلی، بین پنج تا ۱۰ درصد از بیماران بستری در بیمارستان در طول اقامت خود به نوعی عفونت مبتلا می‌شوند. بیمارستان‌ها تمام تلاش خود را می‌کنند تا از انتشار عوامل بیماری‌زا جلوگیری کنند. اما این پژوهش نشان می‌دهد که استفاده از مسواک‌زدن در مراقبت از بیماران و تشویق سایر بیماران به انجام همین کار می‌تواند راهی کم هزینه برای بهبود سلامت دهان و دندان و کاهش موارد ذات‌الریه باشد. در حالی که مراقبت از دهان اغلب به شکل ضد عفونی‌کننده برای بیماران ارائه می‌شود، میکروفلورا - باکتری‌های جمعی و سایر میکروارگانیسم‌های موجود در یک میزبان - ممکن است به دلیل توانایی‌شان برای پنهان شدن در زیست‌رشته‌ها باقی بمانند. مایکل کلمپاس می‌گوید: «در دنیای پزشکی پیشگیرانه بیمارستانی به ندرت می‌توان چنین چیزی را یافت که هم موثر و هم ارزان باشد. مطالعه ما نشان می‌دهد به جای یک دستگاه یا داروی جدید، چیزی به سادگی مسواک‌زدن دندان‌ها می‌تواند تفاوت بزرگی ایجاد کند.» مسواک زدن به طور قابل توجهی میزان ذات‌الریه را در بین بیمارانی که از سیستم‌های پشتیبانی تنفس استفاده می‌کردند، کاهش داد که اتفاقاً اکثر موارد در مطالعات مورد تجزیه و تحلیل را تشکیل می‌دادند. این کاهش معادل یک مورد ابتلا به ذات‌الریه به ازای هر ۱۲ بیمار بود که دندان‌هایشان را مسواک زده بودند. همچنین برای بیماران بستری در بخش مراقبت‌های ویژه، مسواک زدن روزانه با مدت بستری کوتاه‌تر و استفاده‌ی کمتر از سیستم‌های کمک تنفسی همراه بود. گفتنی است که سه بار یا بیشتر مسواک زدن در روز مزایای کمی نسبت به دو بار مسواک زدن در روز داشت. کلمپاس می‌گوید: «یافته‌های مطالعه ما بر اهمیت اجرای یک رویه بهداشت دهان و دندان که شامل مسواک زدن برای بیماران بستری در بیمارستان است، به ویژه آنهایی که از سیستم کمک تنفسی استفاده می‌کنند و ممکن است به کمک کادر درمان نیاز داشته باشند، تأکید می‌کند.» روپاک داتا، اپیدمیولوژیست بیمارستانی در دانشکده پزشکی ییل که در این پژوهش شرکت نداشته است، می‌گوید این تجزیه و تحلیل، داده‌های قانع‌کننده‌ای را ارائه می‌کند که این تصور را تقویت می‌کند که مسواک زدن روتین جزئی ضروری از مراقبت‌های استاندارد در بیماران استفاده کننده از تنفس مکانیکی است. با این حال، هیچ اثر قابل توجهی در بین بیماران بستری که از تنفس مکانیکی استفاده نمی‌کردند، مشاهده نشد. به گفته‌ی پژوهشگران، این می‌تواند به این دلیل باشد که از ۱۵ مطالعه انجام شده در این تجزیه و تحلیل فقط دو مورد شامل بیمارانی بود که از تنفس مکانیکی استفاده نمی‌کردند، بنابراین مزایای مسواک زدن در کاهش ذات‌الریه در آن گروه نامشخص است. این موارد ذات‌الریه اکتسابی بیمارستانی در بیمارانی که از تنفس مصنوعی استفاده نمی‌کردند به همان اندازه مهم است که باید از آنها پیشگیری کرد. طبق یک مطالعه بزرگ در ۲۸۴ بیمارستان ایالات متحده که در اوایل سال جاری منتشر شد، این موارد در یک مورد از هر ۲۰۰ بستری رخ می‌دهد و بین این بیماران، یک نفر از هر پنج نفر در بیمارستان فوت می‌کند. این مطالعه در مجله JAMA Internal Medicine منتشر شده است.