Τα ψηφιακά δίδυμα αλλάζουν θεαματικά τον τρόπο θεραπείας των ασθενών

Φανταστείτε να έχετε έναν ψηφιακό δίδυμο (digital twin), ο οποίος μπορεί να αρρωστήσει όπως εσείς και να πειραματιστούν πάνω του οι γιατροί, ώστε να έχετε εσείς την καλύτερη θεραπεία στο μέλλον, χωρίς να πάρετε χάπια ή να πλησιάσετε το χειρουργικό τραπέζι.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι στα επόμενα 5-10 χρόνια, οι δοκιμές «in silico», δηλαδή αυτές στις οποίες χρησιμοποιούνται υπολογιστικά μοντέλα για την αξιολόγηση της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητας των φαρμάκων, θα είναι ρουτίνα. Ομοίως τα μοντέλα οργάνων συγκεκριμένων ασθενειών θα χρησιμοποιούνται για την παροχή εξατομικευμένης θεραπείας και την αποφυγή ιατρικών επιπλοκών, γράφει ο Guardian.

Τι είναι τα ψηφιακά δίδυμα

Τα ψηφιακά δίδυμα είναι υπολογιστικά μοντέλα φυσικών αντικειμένων ή διαδικασιών, τα οποία ενημερώνονται με τη χρήση δεδομένων από τα αντίστοιχα του πραγματικού κόσμου. Στην ιατρική, αυτό σημαίνει ότι συνδυάζονται τεράστιες ποσότητες δεδομένων σχετικά με τη λειτουργία των γονιδίων, των πρωτεϊνών, των κυττάρων και των συστημάτων ολόκληρου του σώματος με τα προσωπικά δεδομένα των ασθενών για τη δημιουργία εικονικών μοντέλων των οργάνων τους και σταδιακά ίσως και  ολόκληρου του σώματός τους.

«Αν ασκεί κάποιος σήμερα τη ιατρική, πολλά από τα παραπάνω δεν ακούγονται πολύ επιστημονικά», λέει ο καθηγητής Πήτερ Κόβενεϊ, διευθυντής του Κέντρου Υπολογιστικής Επιστήμης στο University College του Λονδίνου και συν-συγγραφέας του βιβλίου «Virtual You». «Συχνά, ισοδυναμεί με το να οδηγείς ένα αυτοκίνητο και να υπολογίζεις πού θα πας μετά κοιτάζοντας στον καθρέφτη: προσπαθείς να καταλάβεις πώς να θεραπεύσεις τον ασθενή που έχεις μπροστά σου με βάση ανθρώπους με παρόμοιες παθήσεις που έχεις δει στο παρελθόν».

Πως θα αλλάξουν οι θεραπείες στο μέλλον

«Αυτό που κάνει ένας ψηφιακός δίδυμος είναι να χρησιμοποιεί τα δεδομένα σας μέσα σε ένα μοντέλο που αναπαριστά τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί η φυσιολογία και η παθολογία σας. Δεν λαμβάνει αποφάσεις για εσάς με βάση έναν πληθυσμό που μπορεί να είναι εντελώς μη αντιπροσωπευτικός. Πρόκειται πραγματικά για μια εξατομικευμένη θεραπεία», συμπληρώνει ο ίδιος.

How digital twins may enable personalised health treatment https://t.co/JygFN8Htr4

— Guardian Science (@guardianscience) November 12, 2023

Το σημερινό σύγχρονο μοντέλο μπορεί να βρεθεί στην καρδιολογία. Ήδη, οι εταιρείες χρησιμοποιούν μοντέλα καρδιάς ειδικά για τους ασθενείς, προκειμένου να βοηθήσουν στο σχεδιασμό ιατρικών συσκευών, ενώ η νεοφυής επιχείρηση ELEM BioTech με έδρα τη Βαρκελώνη προσφέρει σε αυτές τη δυνατότητα να δοκιμάζουν φάρμακα και συσκευές σε προσομοιωμένα μοντέλα ανθρώπινων καρδιών».

Καρδιακές παθήσεις

«Έχουμε ήδη πραγματοποιήσει μια σειρά εικονικών ανθρώπινων δοκιμών και είμαστε έτοιμοι να εισέλθουμε σε μια νέα φάση, με το προϊόν μας να είναι έτοιμο και να ανέβει στο cloud για την εξωτερική πρόσβαση του από φαρμακευτικούς πελάτες», εξηγεί στη βρετανική εφημερίδα ο συνιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της ELEM, Κρις Μόρτον. Μιλώντας στο συνέδριο Digital Twins της Βασιλικής Ιατρικής Εταιρείας στο Λονδίνο την περασμένη Παρασκευή, η δρ Καρολάιν Ρόνι, του Πανεπιστημίου Queen Mary του Λονδίνου, περιέγραψε τις προσπάθειες για την ανάπτυξη εξατομικευμένων καρδιακών μοντέλων που θα βοηθήσουν τους χειρουργούς να σχεδιάσουν την επέμβαση για ασθενείς με ακανόνιστους και χαοτικούς καρδιακούς παλμούς (κολπική μαρμαρυγή).

«Νομίζω ότι υπάρχουν πολλές εφαρμογές στις καρδιαγγειακές παθήσεις όπου θα δούμε αυτού του είδους την προσέγγιση να επικρατεί, όπως για παράδειγμα η απόφαση για το είδος της βαλβίδας που θα χρησιμοποιηθεί ή για το πού αυτή θα το τοποθετηθεί κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αντικατάστασης της καρδιακής βαλβίδας», προσθέτει η ίδια.

Καρκίνος & εγκυμοσύνη

Οι ασθενείς με καρκίνο αναμένεται επίσης να επωφεληθούν. Οι ειδικοί τεχνητής νοημοσύνης της φαρμακευτικής εταιρείας GSK συνεργάζονται με ερευνητές καρκίνου στο King’s College του Λονδίνου για τη δημιουργία ψηφιακών αντιγράφων των όγκων των ασθενών με τη χρήση εικόνων και γενετικών και μοριακών δεδομένων, καθώς και για την τρισδιάστατη καλλιέργεια καρκινικών κυττάρων των ασθενών και τη δοκιμή της ανταπόκρισής τους στα φάρμακα. Με την εφαρμογή των παραπάνω, οι επιστήμονες θα μπορούν να προβλέψουν πώς είναι πιθανό να ανταποκριθούν μεμονωμένοι ασθενείς σε διαφορετικά φάρμακα, συνδυασμούς φαρμάκων και δοσολογικά σχήματα. Οι σχετικές δοκιμές αναμένεται να ξεκινήσουν το επόμενο έτος.

Τέλος, οι ερευνητές αναπτύσσουν ψηφιακά δίδυμα και για την εγκυμοσύνη, τα οποία θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην ανάπτυξη φαρμάκων για παθήσεις, όπως η ανεπάρκεια του πλακούντα ή η προεκλαμψία, καθώς και στην καλύτερη κατανόηση των φυσιολογικών διεργασιών που διέπουν την εγκυμοσύνη και τον τοκετό.