Έρευνα χωρίς ζώα: Η τεχνολογία ανοίγει τον δρόμο για το μέλλον της βιοϊατρικής

Με την ραγδαία ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης (ΤΝ), οι επιστήμονες αντικαθιστούν σταδιακά τα ζωικά μοντέλα με πιο έξυπνες, ταχύτερες, ακριβέστερες και πιο ανθρώπινες τεχνολογίες.

Η χρήση ζώων στη βιοϊατρική έρευνα υπάρχει εδώ και αιώνες - Φωτογραφία: AI

Περιορισμοί των ζωικών μοντέλων

Ποντίκια, κουνέλια, πίθηκοι και πολλά άλλα ζώα αποτελούν εργαστηριακούς συντρόφους για γενιές. Χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της τοξικότητας των φαρμάκων, τη μελέτη ασθενειών και τη δοκιμή νέων θεραπειών. Ωστόσο, ένα αυξανόμενο σύνολο επιστημονικών στοιχείων υποδηλώνει ότι οι μελέτες σε ζώα δεν αντικατοπτρίζουν πάντα με ακρίβεια τις βιολογικές αντιδράσεις στους ανθρώπους.

Σύμφωνα με τον Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA), έως και 90% των φαρμάκων που έχουν δείξει θετικά αποτελέσματα σε ζώα αποτυγχάνουν όταν δοκιμάζονται σε ανθρώπους. Ο λόγος είναι ότι οι σημαντικές διαφορές στα γονίδια, τις βιολογικές δομές και το ανοσοποιητικό σύστημα μεταξύ ανθρώπων και ζώων δυσχεραίνουν την αποτελεσματική μεταφορά δεδομένων που λαμβάνονται από ζώα.

Επιπλέον, η διατήρηση μοντέλων έρευνας σε ζώα είναι χρονοβόρα, δαπανηρή και προκαλεί ηθικές αντιπαραθέσεις. Αυτό είναι το κίνητρο για τους επιστήμονες να αναζητήσουν εναλλακτικές λύσεις και η Τεχνητή Νοημοσύνη είναι μια από τις πολλά υποσχόμενες κατευθύνσεις.

Τεχνητή νοημοσύνη: φιλτράρισμα δεδομένων και βιολογική προσομοίωση

Η Τεχνητή Νοημοσύνη έχει την ικανότητα να επεξεργάζεται και να αναλύει τεράστιες ποσότητες δεδομένων που οι άνθρωποι δεν μπορούν να κάνουν σε σύντομο χρονικό διάστημα. Στη βιοϊατρική έρευνα, η Τεχνητή Νοημοσύνη μπορεί να εξετάσει εκατοντάδες χιλιάδες επιστημονικές εργασίες, να αναλύσει τη μοριακή δομή δεκάδων χιλιάδων ενώσεων, να προβλέψει την τοξικότητα, την αποτελεσματικότητα και τον μηχανισμό δράσης των φαρμάκων στο ανθρώπινο σώμα χωρίς την ανάγκη δοκιμών σε ζώα.

Μια πρόσφατη μελέτη στις ΗΠΑ έδειξε ότι η Τεχνητή Νοημοσύνη μπορεί να προβλέψει την ηπατική τοξικότητα μιας ένωσης με ακρίβεια έως και 87%, σημαντικά υψηλότερη από πολλές τρέχουσες μεθόδους δοκιμών. Οι επιστήμονες προσομοίωσαν ακόμη και περισσότερα από 100.000 «εικονικά ποντίκια» σε ένα σύστημα υπολογιστή για να ελέγξουν την αποτελεσματικότητα του φαρμάκου, κάτι που δεν μπορεί να γίνει στον πραγματικό κόσμο για ηθικούς και οικονομικούς λόγους.

Η Τεχνητή Νοημοσύνη χρησιμοποιείται επίσης στην έρευνα εμβολίων κατά της COVID-19, μειώνοντας σημαντικά τον χρόνο ανάπτυξης. Με τη βοήθεια της Τεχνητής Νοημοσύνης, οι επιστήμονες μπορούν να εντοπίσουν γρήγορα περιοχές ιικών πρωτεϊνών (επίτοποι) που είναι πιθανό να προκαλέσουν ανοσολογική απόκριση, σχεδιάζοντας έτσι αποτελεσματικά εμβόλια χωρίς να χρειάζεται να χρησιμοποιούν παραδοσιακά μοντέλα ποντικών σε πολλά πρώιμα στάδια.

Η Τεχνητή Νοημοσύνη δεν λειτουργεί μόνη της, αλλά συχνά συνδυάζεται με βιοτεχνολογίες όπως οργανοειδή, τρισδιάστατα εκτυπωμένους ιστούς ή συστήματα πολλαπλών οργάνων (σώμα σε τσιπ). Αυτά τα μοντέλα χρησιμοποιούν ανθρώπινα κύτταρα για να προσομοιώσουν τις βιολογικές λειτουργίες του ήπατος, της καρδιάς, του εγκεφάλου... και όταν συνδυάζεται με την Τεχνητή Νοημοσύνη, το σύστημα μπορεί να αναλύσει σύνθετες αντιδράσεις σε φάρμακα ή ασθένειες σε ένα περιβάλλον που μοιάζει πολύ με το ανθρώπινο σώμα.

Για παράδειγμα, τεχνητός πνευμονικός ιστός που συνδέθηκε με τεχνητή νοημοσύνη για την αξιολόγηση του επιπέδου διείσδυσης του ιού SARS-CoV-2 έδωσε αποτελέσματα ισοδύναμα με πειράματα σε ποντίκια, αλλά πολύ πιο γρήγορα και με μεγαλύτερη ακρίβεια. Από εκεί και πέρα, οι δοκιμές μπορούν να πραγματοποιηθούν σε εξατομικευμένη κατεύθυνση με βάση τα βλαστοκύτταρα του ίδιου του ασθενούς, αντί να χρησιμοποιούνται τυποποιημένα ζωικά μοντέλα όπως πριν.

Διαμορφώνοντας μια εποχή χωρίς ζώα στη βιοϊατρική έρευνα

Ο συνδυασμός της Τεχνητής Νοημοσύνης και της βιοτεχνολογίας ανοίγει το δρόμο για μια νέα εποχή έρευνας χωρίς ζώα, η οποία όχι μόνο μειώνει το κόστος και τον χρόνο, αλλά βελτιώνει και την ακρίβεια της πρόβλεψης των φαρμακευτικών αποκρίσεων, ειδικά καθώς η εξατομικευμένη ιατρική γίνεται κυρίαρχη.

Πολλές χώρες, συμπεριλαμβανομένων των Ηνωμένων Πολιτειών, έχουν αρχίσει να χαλαρώνουν τους κανονισμούς που απαιτούν δοκιμές φαρμάκων σε ζώα πριν από τη διεξαγωγή κλινικών δοκιμών. Αυτό αποτελεί σαφές μήνυμα ότι ο επιστημονικός κόσμος αλλάζει, κινείται σταδιακά προς ένα πιο αποτελεσματικό, ανθρώπινο και σύγχρονο ερευνητικό μοντέλο με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης.

ΜΙΝΧ ΧΑΪ

Πηγή: https://tuoitre.vn/nghien-cuu-khong-dong-vat-cong-nghe-mo-loi-cho-y-sinh-tuong-lai-20250609142417126.htm