Φαντάσου να έχεις ένα ψηφιακό «δίδυμο αδελφό» που θα μπορεί να «δοκιμάζει» διάφορες θεραπείες πριν αυτές χορηγηθούν σε εσένα. Θα γίνεται δηλαδή το προσωπικό σου ψηφιακό πειραματόζωο!

Ο Guardian γράφει πως μέσα στα επόμενα πέντε με δέκα χρόνια, οι “in silico” δοκιμές φαρμάκων και θεραπειών – δηλαδή η αξιολόγησή τους με υπολογιστικά μοντέλα και προσομοιωτές ανθρώπινων οργάνων– όχι μόνο θα μπορούσαν να γίνουν ρουτίνα, αλλά θα μπορούσαν να εξελιχθούν σε ψηφιακά αντίγραφα των ασθενών ώστε να εξατομικεύονται σε αυτά οι θεραπείες.

Για να φτιαχτεί ένας ψηφιακός δίδυμος αδελφός, τεράστιες ποσότητες δεδομένων που αφορούν τη λειτουργία γονιδίων, πρωτεϊνών, κυττάρων και συστημάτων ολόκληρου του σώματος συνδυάζονται με τα προσωπικά δεδομένα των ασθενών για τη δημιουργία εικονικών μοντέλων των οργάνων τους – και, ενδεχομένως, ολόκληρου του σώματός τους.

«Στην ιατρική, προσπαθείς να καταλάβεις πως θα αντιμετωπίσεις έναν άρρωστο με βάση τις παρόμοιες περιπτώσεις που έχεις δει στο παρελθόν. Με τα ψηφιακά δίδυμα, χρησιμοποιείς δεδομένα του ίδιου του ασθενή δηλώνει στον Guardian ο καθηγητής Πίτερ Κόβενι, διευθυντής του Κέντρου Υπολογιστικής Επιστήμης στο University College του Λονδίνου, και ένας από τους δύο συγγραφείς του βιβλίου Virtual You.

Το βιβλίο περιγράφει (και καταγράφει) την ερευνητική προσπάθεια επιστημόνων σε όλο τον κόσμο να δημιουργήσουν ψηφιακούς διδύμους και να εγκαινιάσουν μια νέα εποχή στην εξατομικευμένη ιατρική. Με τον ψηφιακό δίδυμο θα μπορεί να προβλεφθεί ο κίνδυνος μελλοντικής νόσου, να δοκιμαστούν φάρμακα, να γίνουν δοκιμές με την τροποποίηση της διατροφής και του τρόπου ζωής.

Το παράδειγμα της Καρδιολογίας

Η τελευταία λέξη αυτής της τεχνολογίας βρίσκει ήδη εφαρμογή στην Καρδιολογία: Στο πρόσφατο συνέδριο με τον εύγλωττο τίτλο Digital Twins, που διοργάνωσε η Βασιλική Εταιρεία Ιατρικής (Royal Society of Medicine) στο Λονδίνο, περιγράφηκαν οι εν εξελίξει προσπάθειες ανάπτυξης εξατομικευμένων μοντέλων καρδιάς που μπορούσαν να βοηθήσουν τους χειρουργούς να σχεδιάσουν τις σε ασθενείς υψηλού κινδύνου, όπως οι ασθενείς με κολπική μαρμαρυγή.

Ήδη εταιρείες – όπως η start-up ELEM BioTech  που εδρεύει στη Βαρκελώνη – παράγουν μοντέλα προσομοίωσης της καρδιάς και του καρδιαγγειακού συστήματος «κομμένα και ραμμένα» για συγκεκριμένους ασθενείς με στόχο το σχεδιασμό ιατρικών συσκευών και τη δοκιμή φαρμάκων.

Ο Κρις Μόρτον, συνιδρυτής και διευθυντής της ELEM αναφέρει στον Guardian πως η εταιρεία έχει ολοκληρώσει τις εικονικές δοκιμές και είναι πλέον έτοιμη να «ανεβάσει» το προϊόν στο cloud, όπου θα είναι προσβάσιμο για κάθε ενδιαφερόμενη φαρμακευτική ή βιομηχανία ιατρικής τεχνολογίας.

Οι εφαρμογές στην Ογκολογία

Για την αντιμετώπιση του καρκίνου, εμπειρογνώμονες τεχνητής νοημοσύνης της φαρμακευτικής εταιρείας GSK συνεργάζονται με ερευνητές στο King’s College του Λονδίνου για να δημιουργήσουν ψηφιακά αντίγραφα όγκων χρησιμοποιώντας εικόνες, γενετικά και μοριακά δεδομένα και να προσομοιώσουν τα καρκινικά κύτταρα ώστε να δουν πως αντιδρούν στις θεραπείες.

«Στους αληθινούς ασθενείς, κάθε δοκιμή είναι και μια κλινική μελέτη και προφανώς δεν μπορείς να δοκιμάσεις πολλαπλά φάρμακα και συνδυασμούς φαρμάκων για να δεις ποιο λειτουργεί καλύτερα. Πρέπει λοιπόν να βρούμε ένα μοντέλο που θα μας δείξει ποια θεραπεία είναι κατάλληλη για ποιον» λέει επίσης στον Guardian ο καθηγητής Tony Ng, του King’s College.

Για εγκύους

Η σχετική έρευνα περιλαμβάνει ακόμη και ψηφιακά δίδυμα για την αντιμετώπιση επιπλοκών της εγκυμοσύνης, όπως η ανεπάρκεια του πλακούντα ή η προεκλαμψία.

«Δεν μπορείς να κάνεις πειράματα σε εγκύους, ενώ τα ζωικά μοντέλα δεν είναι επαρκή για την κατανόηση της ανθρώπινης εγκυμοσύνης. Στόχος μας είναι να καταλάβουμε πράγματα που θα μπορούσαμε να μετρήσουμε σε ένα ζωντανό άτομο για να προβλέψουμε ποια γυναίκα είναι πιθανό να έχει προβλήματα με τη λειτουργία του πλακούντα κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης και να παρέμβουμε για να αποτρέψουμε προβλήματα όπως η θνησιγένεια», δηλώνει από την πλευρά της η καθηγήτρια Μισέλ Ογιέν, διευθύντρια του Κέντρου Γυναικείας Υγείας στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Σεντ Λούις.

Η Ογιέν κατασκευάζει μοντέλα πλακούντα αξιοποιώντας δεδομένα από υπερηχογραφήματα και εικόνες υψηλής ανάλυσης για γυναίκες με φυσιολογική και επιπλεγμένη κύηση και «εκπαιδεύει» έναν αλγόριθμο να κατασκευάζει ψηφιακά αντίγραφα των ιστών.

Η συνεργάτιδά της, καθηγήτρια Κριστίν Μάιερς του Πανεπιστημίου Columbia στη Νέα Υόρκη, κατασκευάζει μοντέλα του τραχήλου της μήτρας και των μεμβρανών που περιβάλλουν το έμβρυο. Ο μακροπρόθεσμος στόχος τους είναι να τα συνδυάσουν όλα σε ένα ενιαίο μοντέλο που θα μπορούσε να προβλέψει πώς θα εξελιχθεί η εγκυμοσύνη.

Και για την οργάνωση της Υγείας

Άλλοι ερευνητές κατασκευάζουν ψηφιακά δίδυμα νοσοκομείων με στόχο να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα των συστημάτων υγείας. Με δεδομένα από όλες τις κινήσεις που κάνει ένα ασθενής όταν προσεγγίζει κάποια υπηρεσία υγείας, θα μπορούσαν να υπάρξουν μοντέλα τα οποία σε πραγματικό χρόνο θα αξιολογούν τις υπηρεσίες. Έτσι μπορούν να εντοπιστούν οι αδυναμίες και να γίνουν βελτιώσεις.

Στο μέλλον, θα αναζητήσουμε ένα νέο ορισμό για τη φροντίδα υγείας…

Ακολουθήστε το Protagon στο Google News