'নিয়ান্ডারথাল অ্যান্টিবায়োটিক' ফিরিয়ে আনতে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ব্যবহার করা হচ্ছে

[বিজ্ঞাপন_১]

অ্যান্টিবায়োটিক-প্রতিরোধী ব্যাকটেরিয়ার হুমকি

WHO-এর মতে, যেহেতু বিশ্ব প্রতি বছর অ্যান্টিবায়োটিক-প্রতিরোধী ব্যাকটেরিয়ার কারণে প্রায় ৫০ লক্ষ মৃত্যুর মুখোমুখি হয়, তাই এই পরিস্থিতি মোকাবেলায় সম্ভাব্য ওষুধ খুঁজে বের করার প্রয়োজনীয়তা অত্যন্ত জরুরি।

এখন, জৈবপ্রযুক্তির পথিকৃৎ সিজার দে লা ফুয়েন্তের নেতৃত্বে একটি দল কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা (এআই)-ভিত্তিক গণনা পদ্ধতি ব্যবহার করে নিয়ান্ডারথালদের মতো বিলুপ্ত মানব আত্মীয়দের জিনগত বৈশিষ্ট্য খনন করছে, যাতে তাদের অ্যান্টিবায়োটিকগুলি ৪০,০০০ বছর আগে ফিরিয়ে আনা যায়।

অ্যান্টিবায়োটিক প্রতিরোধের ধারণাটি কার কাছ থেকে এসেছিল এবং নিয়ান্ডারথালরা কি বিলুপ্ত হয়ে গিয়েছিল ছবি ১ — বিলুপ্ত মানব প্রজাতির নিয়ান্ডারথালের মডেল। ছবি: গেটি

গবেষণার মাধ্যমে, বিজ্ঞানীরা বেশ কয়েকটি ছোট প্রোটিন বা পেপটাইড অণু আবিষ্কার করেছেন যা ব্যাকটেরিয়ার বিরুদ্ধে লড়াই করার ক্ষমতা রাখে, যা মানুষের সংক্রমণের বিরুদ্ধে লড়াই করার জন্য নতুন ওষুধের পথ প্রশস্ত করতে পারে।

অ্যান্টিবায়োটিক (যেমন পেনিসিলিন) হল সেগুলি যা প্রাকৃতিকভাবে উৎপাদিত হয় (অন্য অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল অণুজীব দ্বারা), যেখানে নন-অ্যান্টিবায়োটিক অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল (যেমন সালফোনামাইড এবং অ্যান্টিসেপটিক্স) হল সেগুলি যা সম্পূর্ণরূপে কৃত্রিম।
তবে, উভয় প্রকারেরই একই লক্ষ্য অণুজীবকে হত্যা করা বা বৃদ্ধি রোধ করা এবং উভয়ই অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল কেমোথেরাপির বিভাগের অধীনে পড়ে। অ্যান্টিব্যাকটেরিয়ালের মধ্যে রয়েছে অ্যান্টিসেপটিক্স, অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল সাবান, রাসায়নিক ডিটারজেন্ট; যেখানে অ্যান্টিবায়োটিক হল আরও বিশেষ ধরণের অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল যা ওষুধে এবং কখনও কখনও পশুখাদ্যে ব্যবহৃত হয়।
অ্যান্টিবায়োটিকগুলি সর্দি-কাশির মতো অসুস্থতা সৃষ্টিকারী ভাইরাসের বিরুদ্ধে কাজ করে না, তাই ভাইরাসকে বাধা দেয় এমন ওষুধগুলিকে অ্যান্টিবায়োটিক নয়, অ্যান্টিভাইরাল বা অ্যান্টিরেট্রোভাইরাল বলা হয়।

"এটি আমাদের নতুন ক্রম আবিষ্কার করতে সাহায্য করে, নতুন ধরণের অণু যা জীবন্ত প্রাণীর মধ্যে কখনও দেখা যায়নি, যা আমাদের আণবিক বৈচিত্র্য সম্পর্কে আরও বিস্তৃতভাবে চিন্তা করার সুযোগ করে দেয়," গবেষণা দলের নেতৃত্বদানকারী পেনসিলভানিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের (মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) ডঃ সিজার দে লা ফুয়েন্তে বলেন। "আজকের ব্যাকটেরিয়া কখনও এই নতুন অণুর মুখোমুখি হয়নি, তাই আজকের কঠিন চিকিৎসাযোগ্য রোগজীবাণুগুলির সাথে মোকাবিলা করার জন্য এটি একটি ভাল সুযোগ হতে পারে।"

বিশেষজ্ঞরা বলছেন যে অ্যান্টিবায়োটিক-প্রতিরোধী ব্যাকটেরিয়া সম্পর্কে নতুন আবিষ্কার জরুরিভাবে প্রয়োজন। "বিশ্ব একটি অ্যান্টিবায়োটিক প্রতিরোধের সংকটের মুখোমুখি হচ্ছে... ভবিষ্যতের জন্য সম্ভাব্য সমাধান নিয়ে আসার জন্য যদি আমাদের অতীতে ফিরে যেতে হয়, তাহলে আমি এর পক্ষে আছি," বলেছেন ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের বার্কলে-এর আণবিক, কোষ এবং উন্নয়নমূলক জীববিজ্ঞানের অধ্যাপক মাইকেল মাহান।

"জুরাসিক পার্ক" থেকে পরামর্শ

বেশিরভাগ অ্যান্টিবায়োটিক ব্যাকটেরিয়া এবং ছত্রাক থেকে উদ্ভূত হয়, যা মাটিতে বসবাসকারী অণুজীব পরীক্ষা করে আবিষ্কৃত হয়। কিন্তু সাম্প্রতিক দশকগুলিতে, অ্যান্টিবায়োটিকের অতিরিক্ত ব্যবহারের ফলে রোগজীবাণুগুলি তাদের বিরুদ্ধে প্রতিরোধ গড়ে তুলেছে।

গত এক দশক ধরে, ডে লা ফুয়েন্তে অ্যান্টিবায়োটিক প্রতিস্থাপন হিসেবে বিভিন্ন পেপটাইডের সম্ভাব্যতা মূল্যায়নের জন্য গণনামূলক পদ্ধতি ব্যবহার করেছেন। একদিন ল্যাবে, ব্লকবাস্টার "জুরাসিক পার্ক" প্রকাশিত হয়, যা দলটিকে বিলুপ্ত অণুগুলি অধ্যয়ন করার ধারণা দেয়। "কেন অতীতের অণুগুলিকে ফিরিয়ে আনা হবে না?" তিনি বলেন।

পূর্বে অজানা পেপটাইড খুঁজে বের করার জন্য, দলটি একটি AI অ্যালগরিদমকে প্রশিক্ষণ দেয় যাতে মানব প্রোটিনের খণ্ডিত স্থানগুলি সনাক্ত করা যায় যেখানে অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল কার্যকলাপ থাকতে পারে। বিজ্ঞানীরা এরপর এটি হোমো সেপিয়েন্স, হোমো নিয়ান্ডারথ্যালেনসিস এবং ডেনিসোভানদের প্রকাশ্যে উপলব্ধ প্রোটিন সিকোয়েন্সে প্রয়োগ করেন - নিয়ান্ডারথ্যালদের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত আরেকটি প্রাচীন মানব প্রজাতি।

এরপর দলটি পূর্ববর্তী অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল পেপটাইডের বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে ভবিষ্যদ্বাণী করে যে কোন প্রাচীন পেপটাইডগুলি ব্যাকটেরিয়া মেরে ফেলার সম্ভাবনা সবচেয়ে বেশি।

এরপর, দলটি ব্যাকটেরিয়া ধ্বংস করতে পারে কিনা তা দেখার জন্য 69টি সবচেয়ে শক্তিশালী পেপটাইড সংশ্লেষণ এবং পরীক্ষা করে। দলটি সবচেয়ে শক্তিশালী ছয়টি বেছে নেয়, যার মধ্যে আধুনিক মানুষের চারটি, নিয়ান্ডারথালদের একটি এবং ডেনিসোভানদের একটি অন্তর্ভুক্ত ছিল।

দলটি তাদের Acinetobacter baumannii ব্যাকটেরিয়া দ্বারা সংক্রামিত ইঁদুরের সংস্পর্শে আনে, যা মানুষের মধ্যে হাসপাতাল-অর্জিত সংক্রমণের একটি সাধারণ কারণ। (হাসপাতাল-অর্জিত সংক্রমণ হল এমন একটি সংক্রমণ যা রোগী হাসপাতালে থাকাকালীন সংক্রামিত হয় এবং ভর্তির সময় উপস্থিত ছিল না।)

অ্যান্টিবায়োটিক প্রতিরোধের ধারণাটি কার কাছ থেকে এসেছিল এবং নিয়ান্ডারথালরা কি বিলুপ্ত হয়ে গিয়েছিল ছবি ২ — অ্যালগরিদম দ্বারা নির্বাচিত ছয়টি পেপটাইডের মধ্যে, নিয়ান্ডারথাল থেকে প্রাপ্ত একটি পেপটাইড ব্যাকটেরিয়া দ্বারা সংক্রামিত ইঁদুরের রোগজীবাণুগুলির বিরুদ্ধে লড়াই করতে সবচেয়ে কার্যকর ছিল, পেনসিলভানিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের জৈবপ্রযুক্তির অগ্রদূত সিজার দে লা ফুয়েন্তে বলেছেন। (ছবি: পেনসিলভানিয়া বিশ্ববিদ্যালয়)

"আমার মনে হয় সবচেয়ে উত্তেজনাপূর্ণ মুহূর্তগুলির মধ্যে একটি ছিল যখন আমরা ল্যাবে রাসায়নিকভাবে অণুগুলিকে পুনর্গঠন করেছিলাম এবং তারপর প্রথমবারের মতো তাদের জীবিত করেছিলাম। বৈজ্ঞানিক দৃষ্টিকোণ থেকে সেই মুহূর্তটি দেখা আশ্চর্যজনক ছিল," ডে লা ফুয়েন্তে বলেন।

ত্বকের ফোড়ায় আক্রান্ত ইঁদুরগুলিতে, পেপটাইডগুলি সক্রিয়ভাবে ব্যাকটেরিয়া মেরে ফেলে; উরুর সংক্রমণে আক্রান্ত ইঁদুরগুলিতে, পেপটাইডগুলি কম কার্যকর ছিল কিন্তু তবুও ব্যাকটেরিয়ার বৃদ্ধি রোধ করেছিল।

"সবচেয়ে ভালো পেপটাইড ছিল যাকে আমরা নিয়ান্ডারথাল ১ বলি, নিয়ান্ডারথালদের তৈরি, এবং এটাই ইঁদুরের উপর সবচেয়ে ভালো কাজ করেছে," ডে লা ফুয়েন্তে বলেন।

আরও গবেষণা প্রয়োজন

তবে, দে লা ফুয়েন্তে জোর দিয়ে বলেন যে কোনও পেপটাইডই "অ্যান্টিবায়োটিক হিসাবে ব্যবহারের জন্য প্রস্তুত" নয় এবং এর পরিবর্তে ব্যাপক পরিবর্তনের প্রয়োজন হবে। পরের বছর প্রকাশিত হতে যাওয়া গবেষণায়, তিনি এবং তার সহকর্মীরা ২০৮টি বিলুপ্তপ্রায় জীবের প্রোটিন ক্রম অন্বেষণ করার জন্য একটি নতুন গভীর শিক্ষার মডেল তৈরি করেছেন যার জন্য বিস্তারিত জেনেটিক তথ্য উপলব্ধ ছিল।

দলটি ১১,০০০ এরও বেশি অনাবিষ্কৃত সম্ভাব্য অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল পেপটাইড খুঁজে পেয়েছে যা কেবল বিলুপ্তপ্রায় প্রাণীদের মধ্যেই পাওয়া যেত এবং সাইবেরিয়ান উলি ম্যামথ, স্টেলার'স সামুদ্রিক গরু (আর্কটিক অঞ্চলে শিকারের কারণে ১৮ শতকে বিলুপ্ত হয়ে যাওয়া একটি সামুদ্রিক স্তন্যপায়ী প্রাণী), দৈত্যাকার স্লথ এবং আইরিশ দৈত্যাকার মুস (মেগালোসেরোস জিগ্যান্টিয়াস) থেকে সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল পেপটাইড সংশ্লেষিত করেছে। তিনি বলেন, নতুন আবিষ্কৃত পেপটাইডগুলির ইঁদুরের মধ্যে "চমৎকার অ্যান্টি-ইনফেক্টিভ কার্যকলাপ" রয়েছে।

যুক্তরাজ্যের জন ইনেস সেন্টারের গ্রুপ লিডার ডঃ দিমিত্রি ঘিলারভ বলেন, নতুন অ্যান্টিবায়োটিক আবিষ্কারের ক্ষেত্রে বাধা হলো এগুলো অস্থির এবং সংশ্লেষণ করা কঠিন হতে পারে। "এই পেপটাইড অ্যান্টিবায়োটিকগুলির মধ্যে অনেকগুলি আছে যা বিষাক্ততার মতো অসুবিধার কারণে শিল্প দ্বারা বিকশিত এবং অনুসরণ করা হয় না," ঘিলারভ বলেন।

২০২১ সালের মে মাসে প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্র অনুসারে, গবেষকদের দ্বারা চিহ্নিত ১০,০০০ প্রতিশ্রুতিশীল যৌগের মধ্যে মাত্র একটি বা দুটি অ্যান্টিবায়োটিক মার্কিন খাদ্য ও ওষুধ প্রশাসন থেকে অনুমোদন পেয়েছে।

জর্জ ম্যাসন বিশ্ববিদ্যালয়ের (মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) স্কুল অফ সিস্টেমস বায়োলজির গবেষণা বিভাগের অধ্যাপক এবং সহযোগী পরিচালক ডঃ মনিক ভ্যান হোয়েক বলেন, প্রকৃতিতে পাওয়া পেপটাইডের পক্ষে সরাসরি কোনও নতুন ওষুধ বা অন্য ধরণের অ্যান্টিবায়োটিক তৈরি করা খুবই বিরল।

ভ্যান হোয়েকের মতে, একটি নতুন পেপটাইড আবিষ্কার গবেষকদের জন্য একটি নতুন অ্যান্টিবায়োটিক হিসেবে পেপটাইডের সম্ভাবনা অন্বেষণ এবং অপ্টিমাইজ করার জন্য গণনামূলক কৌশল ব্যবহার করার মঞ্চ তৈরি করবে।

ভ্যান হোয়েক বর্তমানে আমেরিকান অ্যালিগেটরদের মধ্যে পাওয়া প্রাকৃতিক পেপটাইড থেকে প্রাপ্ত একটি সিন্থেটিক পেপটাইডের উপর তার গবেষণার উপর মনোযোগ দিচ্ছেন। পেপটাইডটি বর্তমানে প্রিক্লিনিক্যাল পরীক্ষার মধ্য দিয়ে যাচ্ছে।

বিলুপ্ত কুমির বা মানুষের কাছ থেকে নতুন অ্যান্টিবায়োটিক সংগ্রহ করা অদ্ভুত মনে হলেও, অ্যান্টিবায়োটিক-প্রতিরোধী ব্যাকটেরিয়ার তীব্রতা এই ধরনের গবেষণাকে সার্থক করে তোলে, ভ্যান হোয়েক বলেন।

Hoai Phuong (সিএনএন অনুযায়ী)

[বিজ্ঞাপন_২]
উৎস