شبیه سازی بدن انسان و داده های پیشرفته نویدبخش درمان پزشکی شخصی تر برای طیف وسیعی از بیماری ها است.
از جانب جک مک گوان
مارکو اوانجلوس بیانکولینی و تیمش در آزمایشگاهی در رم، پایتخت ایتالیا، بیماران را برای ارزیابی اثربخشی روش‌های مختلف جراحی مورد مطالعه قرار می‌دهند.
اما اینها افراد واقعی زیر چاقوی جراحی نیستند – همتای دیجیتالی آنها است که بر روی صفحه رایانه نمایش داده می شود، که هر یک از آنها ساختار بیوشیمیایی فردی فرد را منعکس می کند. و می تواند دری را به روی مرز بعدی پزشکی باز کند: مراقبت های بهداشتی شخصی.
بیمار دو برابر می شود
با آزمایش روش‌ها و داروها روی «دوقلوهای دیجیتال»، کادر پزشکی می‌توانند بهترین دوره‌های درمانی را برای خود بیماران تعیین کنند. در مورد بیانکولینی، تیم او آنوریسم‌ها را بررسی کردند که برآمدگی یا تورم غیر طبیعی در دیواره رگ‌های خونی هستند.
بیانکولینی، دانشیار طراحی ماشین در دانشگاه رم، گفت: «ما قطعاً نمی‌خواهیم آزمایش و خطای بیمار انجام دهیم، اما با یک دوقلو دیجیتال می‌توانیم چندین بار این عمل را امتحان کنیم.
او یک پروژه تحقیقاتی را رهبری می کند که بودجه اتحادیه اروپا را برای آموزش محققان در مراحل اولیه در مورد طیف گسترده ای از کاربردهای دوقلوهای دیجیتال برای درمان و پیشگیری از آنوریسم دریافت کرد. این بیماری‌ها می‌توانند از بدو تولد در افراد وجود داشته باشند یا ناشی از شرایطی از جمله فشار خون بالا، پلاک‌های چربی و تروما باشند.
تحت عنوان MeDiTATEاین پروژه چهار و نیم ساله تا ژوئن 2024 ادامه دارد. این پروژه 25 شریک دانشگاهی و صنعتی از ایتالیا، فرانسه، یونان، نروژ و سوئیس را گرد هم می آورد.
خستگی کشنده
آنوریسم ها تقریباً در 3٪ رخ می دهد از جمعیت جهان، به طوری که بسیاری از مردم حتی نمی دانند که به این بیماری مبتلا هستند تا زمانی که خیلی دیر شده است.
اگر آنوریسم پاره شود، عواقب آن جدی است. حدود 35 درصد از افرادی که دچار پارگی آنوریسم می شوند می میرند و تنها یک سوم می توانند پس از آن به زندگی عادی بازگردند.
با چنین وضعیت بالقوه ناتوان‌کننده‌ای که می‌تواند در هر زمان و در هر نقطه از سیستم گردش خون بدن رخ دهد، راه‌هایی برای نجات جان افراد بیشتری جستجو می‌شود.
دوقلوهای دیجیتال می توانند تشخیص علائم هشدار دهنده اولیه را در بیماران واقعی بهبود بخشند و اقدامات پیشگیرانه سریع تری را ممکن می سازند.
محققان MeDiTATE امیدوارند میزان بقای افرادی که آنوریسم دارند را افزایش دهند و همچنین تشخیص زودهنگام و پیشگیری از آنها را بهبود بخشند.
اگر بیمار مبتلا به آنوریسم تشخیص داده شود یا مشکوک به داشتن آنوریسم باشد، بر اساس فیزیولوژی خود فرد می توان یک دوقلو دیجیتال ایجاد کرد. سپس کارشناسان پزشکی می توانند آزمایشاتی را برای دستیابی به یک درمان فردی انجام دهند.
از آنجایی که جمع‌آوری داده‌ها از بدن خود شخص بدون روش‌های تهاجمی دشوار است، محققان همچنین نسخه‌های چاپ سه‌بعدی بیماران را برای جمع‌آوری اطلاعاتی که دوقلوهای دیجیتالی به آنها نیاز دارند تا حد امکان کامل می‌کنند.
بیانکولینی گفت: «ترکیب بیمار، ماکت و دوقلوی دیجیتالی این چرخه را کامل می کند.
آسان برای استفاده
در حالی که دوقلوهای دیجیتال در حال حاضر برای تحقیقات استفاده می‌شوند، MeDiTATE می‌خواهد استفاده از آنها را برای متخصصان پزشکی آسان‌تر کند.
این تیم با بیمارستان ها کار می کند و نظرات کارکنان مراقبت های بهداشتی را جمع آوری می کند. هدف این است که بفهمیم دوقلو دیجیتال به چه چیزی نیاز دارد تا بتواند در مورد آنوریسم بیمار نتیجه گیری کند.
هدف آن ایجاد دوقلوهای دیجیتالی برای درمان آنوریسم ها از نظر تجاری قابل دوام است و اعضای کنسرسیوم MeDiTATe قبلاً تعدادی پتنت ثبت کرده اند.
بیانکولینی معتقد است که دوقلوهای دیجیتالی آینده مراقبت های بهداشتی خواهند بود زیرا قابل اطمینان تر و دقیق تر می شوند و کپی های سنتی از اعضای بدن انسان را کمتر ضروری می کنند.
او گفت: «تعداد نمونه‌های اولیه فیزیکی در دهه‌های اخیر بسیار کاهش یافته است، زیرا دقت شبیه‌سازی‌های دیجیتال در حال حاضر آنقدر بالاست که می‌توان به آنها اعتماد کرد».
فیبریلاسیون دهلیزی، سکته مغزی
سایر محققان با بودجه اتحادیه اروپا برای شکل متفاوتی از مراقبت های بهداشتی به دنیای دیجیتال روی می آورند.
را تسلط این پروژه در حال ایجاد پلتفرمی برای جمع آوری مجموعه داده هایی است که به پزشکان در درک و درمان فیبریلاسیون دهلیزی – ضربان نامنظم قلب – و سکته در بیماران کمک می کند. این طرح پنج ساله تا فوریه 2026 ادامه دارد.
محققان به دنبال نشانگرهای زیستی خاصی هستند که خطر ابتلا به هر دو بیماری را نشان دهد.
این تیم در حال توسعه ابزارهای دیجیتالی مبتنی بر نسل جدیدی از نشانگرهای زیستی است که پردازش هوش مصنوعی و داده‌های بزرگ را از فناوری‌های پیشرفته تصویربرداری، الکتروکاردیوگرافی و omics ادغام می‌کند تا تشخیص و درمان فردی بیمار را اصلاح کند.
در اتحادیه اروپا، سکته مغزی است دومین علت شایع مرگ و منبع اصلی ناتوانی در بزرگسالان است.
استفان حاتم، استاد فیزیولوژی قلب در مؤسسه متابولیسم قلب و تغذیه در پاریس، پایتخت فرانسه، می گوید: «وقتی فردی دچار فیبریلاسیون دهلیزی می شود و دچار سکته می شود، این نتیجه یک فرآیند پاتولوژیک است که سال ها پیش آغاز شده است.
او معتقد است که با MAESTRIA، محققان می توانند نشان دهند که بافت چربی در قلب یک نشانگر زیستی کلیدی برای فیبریلاسیون دهلیزی و سکته مغزی است. انتظار می رود که داشتن یک مجموعه داده گسترده که هر دو عامل را در پتنت ها بررسی می کند، چنین نتیجه گیری را امکان پذیر کند.
استخدام و آزمون
حاتم که این پروژه را هماهنگ می کند و تیمش در حال آماده شدن برای آزمایش پلت فرم در قلب پروژه هستند.
محققان بیمارانی را از کشورهای اروپایی از جمله فرانسه، آلمان و اسپانیا انتخاب کردند. آزمایش دو سال و نیم طول خواهد کشید.
در صورت موفقیت آمیز بودن آزمون، افراد خارج از اروپا نیز شامل خواهند شد. این به این دلیل است که هرچه آنها طیف جمعیت را بیشتر منعکس کنند، مجموعه داده ها مفیدتر هستند.
حاتم گفت: «برای مفید بودن در مراقبت‌های بالینی، بسیار مهم است که الگوریتم در یک جمعیت گسترده و نه فقط در کشورهای اروپای غربی تأیید شود.
پلتفرمی که آنها در حال توسعه هستند برای سایر متخصصان پزشکی در دسترس خواهد بود.
افراد با مجموعه داده‌های مختلف می‌توانند آنها را به پلتفرم اضافه کنند و در نتیجه‌گیری‌هایی که می‌توان نتیجه گرفت، سهیم شوند. برای مثال، محققی که در حال مطالعه سکته‌های مغزی در ریگا، پایتخت لتونی است، می‌تواند داده‌ها را ارائه کند و در ازای آن به تمام اطلاعات روی پلتفرم دسترسی پیدا کند.
نتیجه کلی می‌تواند درک بهتر نشانگرهای زیستی توسط متخصصان پزشکی و درمان‌های هدفمندتر – و عموماً مؤثرتر – برای بیماران باشد.
حاتم نیز مانند بیانکولینی معتقد است فناوری دیجیتال برای بهبود مراقبت های بهداشتی حیاتی است.
حاتم گفت: “پزشکی شخصی به این معنی است که شما می توانید یک شناسایی بسیار دقیق و دقیق از خطر برای هر فرد داشته باشید.”
تحقیقات در این مقاله توسط اتحادیه اروپا، از جمله، در مورد MeDiTATE، از طریق اقدامات Marie Sklodowska-Curie (MSCA) تامین شده است. نظرات مصاحبه شوندگان لزوماً منعکس کننده نظرات کمیسیون اروپا نیست.
اطلاعات بیشتر
این مقاله در ابتدا در افقمجله تحقیقات و نوآوری اتحادیه اروپا.
متصل
