নতুন ওষুধ তৈরিতে সম্ভাবনাময় রাসায়নিক অণু খুঁজে বের করা দীর্ঘ ও ব্যয়বহুল প্রক্রিয়া। কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা (এআই) ব্যবহার করে এ প্রক্রিয়া সহজ করার নতুন পদ্ধতি উদ্ভাবন করেছেন যুক্তরাষ্ট্রের পিটসবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকেরা।

তাদের তৈরি ব্যবস্থায় নতুন অণু শূন্য থেকে তৈরি করার পরিবর্তে আগে থেকেই বিদ্যমান রাসায়নিক যৌগের ভান্ডার থেকে সম্ভাবনাময় উপাদান শনাক্ত করা যায়। এতে ওষুধ তৈরির গবেষণায় সময় ও শ্রম কমানোর সুযোগ তৈরি হতে পারে।

গবেষণাটিতে ‘ফুল-স্পেকট্রাম জেনারেটিভ লিড ডিসকভারি’ (এফএসজিএলডি) নামের একটি কাঠামো উপস্থাপন করা হয়েছে। এর মাধ্যমে জেনারেটিভ এআই ব্যবহার করে নির্দিষ্ট রোগের চিকিৎসায় কাজে লাগতে পারে- এমন রাসায়নিক যৌগ খোঁজা সম্ভব। গবেষণাটি ২৮ অক্টোবর বিজ্ঞানবিষয়ক সাময়িকী ‘সায়েন্স অ্যাডভান্সেস’-এ প্রকাশিত হয়। ১০ নভেম্বর গবেষণাটির বিস্তারিত প্রকাশ করে বিজ্ঞানবিষয়ক ওয়েবসাইট ফিজ ডট অর্গ।

গবেষণার নেতৃত্ব দিয়েছেন পিটসবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের স্কুল অব ফার্মেসির ফার্মাসিউটিক্যাল সায়েন্স বিভাগের অধ্যাপক জুনমেই ওয়াং। তার গবেষক দল ‘ড্রাগ-জিএএন’ নামের একটি জেনারেটিভ অ্যাডভারসারিয়াল নেটওয়ার্ক (জিএএন) ব্যবহার করেছে। এটি এমন এক ধরনের কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ব্যবস্থা, যেখানে দুটি অংশ পরস্পরের সঙ্গে প্রতিযোগিতার মাধ্যমে শেখে। একটি অংশ নতুন নমুনা তৈরি করে, অন্য অংশ সেটি বাস্তব তথ্যের সঙ্গে তুলনা করে যাচাই করে।

এ ক্ষেত্রে গবেষকেরা রাসায়নিক অণুর পূর্ণ গঠন সরাসরি তৈরি না করে ব্যবহার করেছেন ‘মলিকিউলার ফিঙ্গারপ্রিন্ট’ বা আণবিক ছাপ। এটি কোনো অণুর গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যকে ডিজিটাল সংকেতের মাধ্যমে প্রকাশ করে। প্রতিটি অণুর গঠন ও বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে সংক্ষিপ্ত কিন্তু কার্যকর তথ্য এতে সংরক্ষিত থাকে।

ড্রাগ-জিএএন প্রথমে বাস্তব অণুর আণবিক ছাপের মতো দেখতে কৃত্রিম ছাপ তৈরি করে। অন্য অংশটি যাচাই করে দেখে, তৈরি করা ছাপটি বাস্তব রাসায়নিক যৌগের ছাপের সঙ্গে কতটা সামঞ্জস্যপূর্ণ। এভাবে বারবার শেখার মাধ্যমে ব্যবস্থাটি বাস্তব অণুর বৈশিষ্ট্যের কাছাকাছি ডিজিটাল ছাপ তৈরি করতে সক্ষম হয়।

এরপর গবেষকেরা রাসায়নিক যৌগের বিদ্যমান তথ্যভান্ডারে সেই ছাপের সঙ্গে মিল রয়েছে- এমন অণু খুঁজে বের করেন। অর্থাৎ কম্পিউটারে তৈরি প্রতিটি নতুন অণুকে বাস্তবে সংশ্লেষণ করার প্রয়োজন পড়ে না। বরং আগে থেকেই পরিচিত ও বিদ্যমান যৌগের মধ্য থেকে সম্ভাবনাময় উপাদান বাছাই করে পরীক্ষাগারে যাচাই করা যায়।

গবেষণায় দুটি গুরুত্বপূর্ণ ওষুধ-লক্ষ্য নিয়ে কাজ করা হয়েছে। এর একটি হলো জি-প্রোটিন কাপলড রিসেপ্টর (জিপিসিআর), অন্যটি প্রোটিন কাইনেজ। মানবদেহের বিভিন্ন জৈবিক প্রক্রিয়ায় এ দুটি ধরনের প্রোটিন গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখে। বহু রোগের চিকিৎসায় তৈরি ওষুধ এসব প্রোটিনকে লক্ষ্য করে কাজ করে। ফলে নতুন ওষুধের উপাদান খোঁজার ক্ষেত্রে এগুলো গবেষকদের কাছে বিশেষ গুরুত্বপূর্ণ।

গবেষকেরা জানিয়েছেন, তাঁদের ব্যবস্থার মাধ্যমে এমন কিছু নতুন রাসায়নিক যৌগ শনাক্ত করা গেছে, যেগুলো এআইকে প্রশিক্ষণ দেওয়ার সময় ব্যবহৃত অণুগুলোর থেকে আলাদা। তবে সেগুলো সংশ্লিষ্ট লক্ষ্য প্রোটিনের সঙ্গে যুক্ত হতে পারে বলে গবেষণায় দেখা গেছে। অর্থাৎ আগে পরিচিত অণুর অনুকরণে সীমাবদ্ধ না থেকে ব্যবস্থা নতুন সম্ভাবনাময় যৌগও খুঁজে দিতে পেরেছে।

গবেষক জুনমেই ওয়াংয়ের মতে, এ পদ্ধতির বড় সুবিধা হলো এর পুনর্ব্যবহারযোগ্যতা। ভিন্ন ভিন্ন রাসায়নিক লক্ষ্য ও গবেষণার প্রয়োজন অনুযায়ী কাঠামোটিকে কাজে লাগানো সম্ভব। তাঁর গবেষক দল এ ব্যবস্থাকে আরও সম্প্রসারণের জন্য দুটি পদ্ধতি নিয়ে কাজ করছে।

এর একটি ‘এডসেকগ্যান’। এটি অণুর লিখিত বর্ণনা থেকে নতুন রাসায়নিক গঠন তৈরির চেষ্টা করে। এ ক্ষেত্রে লক্ষ্য রিসেপ্টরের ত্রিমাত্রিক গঠন জানা বাধ্যতামূলক নয়। অন্য পদ্ধতি ‘ড্রাগ-এফএফ’ এখনো উন্নয়নাধীন। এটি রিসেপ্টর অথবা তার সঙ্গে যুক্ত অণুর ত্রিমাত্রিক আকৃতি বিবেচনায় নিয়ে এমন যৌগ তৈরির পথ খুঁজছে, যা নির্দিষ্ট স্থানে যুক্ত হতে পারে।

ওষুধ আবিষ্কারে এআইয়ের ব্যবহার বাড়লেও একটি বড় সমস্যা হলো, কম্পিউটারে তৈরি অনেক নতুন অণু বাস্তবে সংশ্লেষণ করা কঠিন। ফলে সম্ভাবনাময় মনে হওয়া অনেক নকশা পরীক্ষাগারে কাজে আসে না। পিটসবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকদের পদ্ধতিতে বিদ্যমান রাসায়নিক যৌগের ভান্ডার অনুসন্ধানের সুযোগ থাকায় এ বাধা কিছুটা কমতে পারে।

তবে গবেষণাটিকে এখনই নতুন ওষুধ আবিষ্কারের চূড়ান্ত সাফল্য হিসেবে দেখার সুযোগ নেই। কম্পিউটারের মাধ্যমে কোনো যৌগের সম্ভাব্য কার্যকারিতা শনাক্ত করার পর পরীক্ষাগারে তার কার্যকারিতা, নিরাপত্তা, পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া ও মানবদেহে প্রভাব যাচাই করতে হবে। এসব ধাপ সফল হলেই কেবল কোনো যৌগকে সম্ভাব্য চিকিৎসা উপাদান হিসেবে আরও এগিয়ে নেওয়া সম্ভব হবে।

তথ্যসূত্র : সুপারপাওয়ার ডেইলি।