ആൽഫാ ഫോൾഡ്: മരുന്ന് നിര്‍മാണത്തിലെ നിർമിത ബുദ്ധി

ആരോഗ്യ സംരക്ഷണ രംഗത്തെ ഒരു നിർണായക മുന്നേറ്റമാണ് ഗൂഗിളിന്റെ ഡീപ് മൈൻഡ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ആൽഫാ ഫോൾഡ് എന്ന നിർമിത ബുദ്ധി (AI) ഉപകരണം. 2020ൽ പുറത്തിറങ്ങിയ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ, പ്രോട്ടീനുകളുടെ ഘടന പ്രവചിക്കുന്നതിലൂടെ മരുന്ന് നിര്‍മാണത്തിന്റെ രീതിയെ സമൂലമായി മാറ്റിയെഴുതാൻ സാധ്യത നൽകുന്നു. ജീവശാസ്ത്ര ഗവേഷണ രംഗത്ത് ഇതൊരു വിപ്ലവം തന്നെ സൃഷ്ടിച്ചു എന്ന് പറയാതെ വയ്യ.

പരമ്പരാഗതമായി, എക്സ്റേ ക്രിസ്റ്റലോഗ്രാഫി, ക്രയോ-ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി തുടങ്ങിയ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു പ്രോട്ടീനിന്റെ ഘടന നിർണ്ണയിക്കുന്നത് വളരെ സമയമെടുക്കുന്നതും ചെലവേറിയതുമായ പ്രക്രിയയായിരുന്നു. എന്നാൽ, ആൽഫാ ഫോൾഡിന്റെ വരവോടെ ഈ പ്രക്രിയ കൂടുതൽ വേഗത്തിലും കാര്യക്ഷമമായും നടത്താൻ സാധിക്കുന്നു. ദശലക്ഷക്കണക്കിന് പ്രോട്ടീൻ ഘടനകളാണ് ആൽഫാ ഫോൾഡ് ഇതിനോടകം പ്രവചിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഇത് ഗവേഷകർക്ക് സൗജന്യമായി ലഭ്യമാണ് എന്നതും ശ്രദ്ധേയമാണ്.

ഈ കണ്ടുപിടുത്തത്തിന്റെ പ്രാധാന്യം കണക്കിലെടുത്ത് നിർമിതബുദ്ധി (AI) ഉപയോഗിച്ച് പ്രോട്ടീനുകളുടെ ത്രിമാന ഘടന പ്രവചിക്കുന്നതിനുള്ള ഈ മുന്നേറ്റത്തിന് 2024ലെ രസതന്ത്രത്തിനുള്ള നൊബേൽ സമ്മാനം ലഭിച്ചു. ഡെമിസ് ഹസാബിസ്, ജോൺ ജംപർ (ഗൂഗിൾ ഡീപ് മൈൻഡ്), ഡേവിഡ് ബേക്കർ (വാഷിംഗ്ടൺ യൂണിവേഴ്സിറ്റി) എന്നിവർ ഈ പുരസ്കാരം പങ്കിട്ടു.

അമിനോ ആസിഡുകളുടെ ക്രമം അനുസരിച്ച് ഒരു പ്രോട്ടീനിന്റെ ത്രിമാന ഘടന പ്രവചിക്കുക എന്ന 50 വർഷത്തിലേറെയായി രസതന്ത്രജ്ഞർ നേരിട്ടിരുന്ന ഒരു പ്രശ്നമാണ് ആൽഫാ ഫോൾഡ് വിജയകരമായി പരിഹരിച്ചത് എന്ന് റോയൽ സ്വീഡിഷ് അക്കാദമി ഓഫ് സയൻസസ് എടുത്തുപറഞ്ഞു. ഈ മുന്നേറ്റം ബയോകെമിസ്ട്രിയുടെ ഒരു പ്രധാന പുരോഗതിയായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ഇത് മരുന്ന് കണ്ടുപിടുത്തം ഉൾപ്പെടെ വിവിധ മേഖലകളിൽ വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തും എന്നതിൽ സംശയമില്ല.

മരുന്ന് നിര്‍മാണത്തിൽ ആൽഫാ ഫോൾഡ് എങ്ങനെ സഹായകമാകുന്നു എന്ന് പരിശോധിക്കാം:

കൃത്യമായ ടാർ​ഗറ്റ് (target) നിർണയം: മിക്ക മരുന്നുകളും ശരീരത്തിലെ പ്രത്യേക പ്രോട്ടീനുകളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച് അവയുടെ പ്രവർത്തനം മാറ്റിയാണ് രോഗങ്ങളെ ചികിത്സിക്കുന്നത്. ഒരു രോഗത്തിന് കാരണമാകുന്ന പ്രോട്ടീനിന്റെ ഘടന കൃത്യമായി അറിയുന്നത്, ആ പ്രോട്ടീനുമായി ബന്ധിപ്പിക്കാനും അതിന്റെ പ്രവർത്തനം തടസ്സപ്പെടുത്താനും കഴിയുന്ന തന്മാത്രകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ സഹായിക്കും. ആൽഫാ ഫോൾഡ് പ്രോട്ടീൻ ഘടനകൾ വളരെ കൃത്യതയോടെ പ്രവചിക്കുന്നതിനാൽ, മരുന്ന് ഗവേഷകർക്ക് കൂടുതൽ ഫലപ്രദമായ ലക്ഷ്യങ്ങൾ തിരിച്ചറിയാൻ സാധിക്കുന്നു.

മരുന്ന് തന്മാത്രകളുടെ രൂപകൽപ്പന: ഒരു ടാർ​ഗറ്റ് പ്രോട്ടീനിന്റെ ഘടന അറിഞ്ഞുകഴിഞ്ഞാൽ, ആ പ്രോട്ടീനുമായി ഏറ്റവും നന്നായി യോജിക്കുന്ന മരുന്ന് തന്മാത്രകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. ആൽഫാ ഫോൾഡ് നൽകുന്ന ത്രിമാന ഘടന വിവരങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഗവേഷകർക്ക് കമ്പ്യൂട്ടർ സിമുലേഷനുകൾ നടത്താനും ഏത് തരം തന്മാത്രകളാണ് ഏറ്റവും ഫലപ്രദമായി ബന്ധിപ്പിക്കുക എന്ന് പ്രവചിക്കാനും കഴിയും. ഇത് പുതിയ മരുന്നുകൾ നിര്‍മിക്കുന്നതിനുള്ള സമയം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു.

മരുന്നുകളുടെ പാർശ്വഫലങ്ങൾ പ്രവചിക്കാൻ: ഒരു മരുന്ന് ശരീരത്തിൽ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കും, അതിന്റെ പാർശ്വഫലങ്ങൾ എന്തൊക്കെയായിരിക്കും എന്ന് മുൻകൂട്ടി അറിയുന്നത് മരുന്ന് വികസനത്തിന്റെ നിർണായകമായ ഒരു ഭാഗമാണ്. ആൽഫാ ഫോൾഡിന് പ്രോട്ടീൻ-മരുന്ന് തന്മാത്രകളുടെ ഇടപെടലുകൾ പ്രവചിക്കാൻ കഴിയുന്നതിനാൽ സാധ്യതയുള്ള പാർശ്വഫലങ്ങളെക്കുറിച്ച് നേരത്തെ സൂചന ലഭിക്കാനും സുരക്ഷിതമായ മരുന്നുകൾ വികസിപ്പിക്കാനും ഇത് സഹായിക്കും.

നിലവിലുള്ള മരുന്നുകളുടെ മറ്റ് ഉപയോഗങ്ങൾ കണ്ടെത്താൻ: ചിലപ്പോൾ ഒരു രോഗത്തിന് വേണ്ടി വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത മരുന്നുകൾ മറ്റ് രോഗങ്ങൾക്കും ഫലപ്രദമായേക്കാം. ആൽഫാ ഫോൾഡ് ഉപയോഗിച്ച് വിവിധ പ്രോട്ടീൻ ഘടനകളെ വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ നിലവിലുള്ള മരുന്നുകൾക്ക് പുതിയ ലക്ഷ്യങ്ങളെ തിരിച്ചറിയാനും അതുവഴി അവയുടെ ഉപയോഗങ്ങൾ വ്യാപിപ്പിക്കാനും സാധിക്കും. ഇതിനെ "Drug Repurposing" എന്ന് പറയുന്നു. പുതിയ പ്രോട്ടീനുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതിന് അടിസ്ഥാനമാക്കാൻ കഴിയുന്ന ഘടനകൾ പ്രവചിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നതിലൂടെ ആൽഫാ ഫോൾഡ് ഈ മേഖലയെ ഗണ്യമായി സഹായിച്ചിട്ടുണ്ട് എന്ന് ഡേവിഡ് ബേക്കറുടെ പുരസ്കാരം തന്നെ സാക്ഷ്യപ്പെടുത്തുന്നു.

മരുന്ന് നിര്‍മാണം കൂടാതെ ജീവശാസ്ത്രത്തിന്റെ മറ്റ് പല മേഖലകളിലും ആൽഫാ ഫോൾഡിന് വലിയ സാധ്യതകളുണ്ട്. രോഗങ്ങളുടെ കാരണങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുക, പുതിയ എൻസൈമുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുക, ബയോ എഞ്ചിനീയറിങ് തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ഉപയോഗം വർധിച്ചു വരികയാണ്. എങ്കിലും, ആൽഫാ ഫോൾഡ് ഒരു പൂർണ്ണമായ പരിഹാരമല്ല എന്നതും നാം ഓർത്തിരിക്കണം. പ്രോട്ടീനുകളുടെ ചലനാത്മകത, മറ്റ് തന്മാത്രകളുമായുള്ള ഇടപെടലുകൾ തുടങ്ങിയ സൂക്ഷ്മമായ കാര്യങ്ങൾ പ്രവചിക്കുന്നതിൽ ഇതിന് പരിമിതികൾ ഉണ്ടാകാം. ഭാവിയിൽ ഈ പോരായ്മകളെ മറികടക്കാൻ കൂടുതൽ നൂതനമായ നിർമിതബുദ്ധി മോഡലുകൾ വികസിപ്പിക്കാൻ സാധ്യതയുണ്ട്.

ആൽഫാ ഫോൾഡ് മരുന്ന് നിര്‍മാണത്തിന്റെ ഭാവിക്ക് വലിയ പ്രതീക്ഷ നൽകുന്നു. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ സഹായത്തോടെ കൂടുതൽ ഫലപ്രദവും സുരക്ഷിതവുമായ മരുന്നുകൾ വേഗത്തിൽ വികസിപ്പിക്കാനും അതുവഴി മനുഷ്യന്റെ ആരോഗ്യവും ആയുസും മെച്ചപ്പെടുത്താനും സാധിക്കും. നിർമിതബുദ്ധി ജീവശാസ്ത്ര ഗവേഷണ രംഗത്ത് ഒരു പുതിയ യുഗത്തിന് തുടക്കം കുറിച്ചിരിക്കുന്നു എന്നതിന്റെ ഏറ്റവും വലിയ ഉദാഹരണമാണ് ആൽഫാ ഫോൾഡ് എന്നതിൽ സംശയമില്ല.

(കേരള ഫാർമസി കൗൺസിൽ മുൻ രജിസ്ട്രാറാണ് ലേഖകൻ)