تحقیقات بدون حیوانات: فناوری، راه را برای آینده زیست‌پزشکی هموار می‌کند

با توسعه سریع هوش مصنوعی (AI)، دانشمندان به تدریج مدل‌های حیوانی را با فناوری‌های هوشمندتر، سریع‌تر، دقیق‌تر و انسانی‌تر جایگزین می‌کنند.

استفاده از حیوانات در تحقیقات زیست پزشکی قرن‌هاست که وجود دارد - عکس: هوش مصنوعی

محدودیت‌های مدل‌های حیوانی

موش‌ها، خرگوش‌ها، میمون‌ها و بسیاری از حیوانات دیگر نسل‌هاست که همراهان آزمایشگاهی بوده‌اند. از آنها برای آزمایش سمیت داروها، مطالعه بیماری‌ها و آزمایش درمان‌های جدید استفاده می‌شود. با این حال، شواهد علمی فزاینده‌ای نشان می‌دهد که مطالعات حیوانی همیشه به طور دقیق پاسخ‌های بیولوژیکی در انسان را منعکس نمی‌کنند.

طبق گزارش سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA)، تا ۹۰ درصد داروهایی که نتایج مثبتی در حیوانات نشان داده‌اند، هنگام آزمایش روی انسان شکست می‌خورند. دلیل این امر این است که تفاوت‌های قابل توجه در ژن‌ها، ساختارهای بیولوژیکی و سیستم ایمنی بین انسان و حیوانات، انتقال مؤثر داده‌های به دست آمده از حیوانات را دشوار می‌کند.

علاوه بر این، نگهداری مدل‌های تحقیقاتی حیوانی زمان‌بر و پرهزینه است و باعث جنجال‌های اخلاقی می‌شود. این انگیزه‌ای برای دانشمندان است تا به دنبال راه‌حل‌های جایگزین باشند و هوش مصنوعی یکی از مسیرهای امیدوارکننده است.

هوش مصنوعی: فیلتر کردن داده‌ها و شبیه‌سازی بیولوژیکی

هوش مصنوعی توانایی پردازش و تحلیل حجم عظیمی از داده‌ها را دارد که انسان‌ها قادر به انجام آن در مدت زمان کوتاهی نیستند. در تحقیقات زیست‌پزشکی، هوش مصنوعی می‌تواند صدها هزار مقاله علمی را بررسی کند، ساختار مولکولی ده‌ها هزار ترکیب را تجزیه و تحلیل کند، سمیت، اثربخشی و مکانیسم اثر داروها بر بدن انسان را بدون نیاز به آزمایش روی حیوانات پیش‌بینی کند.

یک مطالعه اخیر در ایالات متحده نشان داد که هوش مصنوعی می‌تواند سمیت کبدی یک ترکیب را با دقت تا ۸۷٪ پیش‌بینی کند، که به طور قابل توجهی بالاتر از بسیاری از روش‌های آزمایش فعلی است. دانشمندان حتی بیش از ۱۰۰۰۰۰ "موش مجازی" را روی یک سیستم کامپیوتری شبیه‌سازی کردند تا اثربخشی دارو را آزمایش کنند، کاری که به دلایل اخلاقی و مالی در دنیای واقعی قابل انجام نیست.

هوش مصنوعی همچنین در تحقیقات واکسن کووید-۱۹ مورد استفاده قرار می‌گیرد و زمان توسعه را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. با کمک هوش مصنوعی، دانشمندان می‌توانند به سرعت مناطقی از پروتئین‌های ویروسی (اپی توپ‌ها) را که احتمالاً پاسخ ایمنی را ایجاد می‌کنند، شناسایی کنند و از این طریق واکسن‌های مؤثری را بدون نیاز به استفاده از مدل‌های سنتی موش در بسیاری از مراحل اولیه طراحی کنند.

هوش مصنوعی به تنهایی کار نمی‌کند، بلکه اغلب با فناوری‌های زیستی مانند ارگانوئیدها، بافت‌های چاپ سه‌بعدی یا سیستم‌های چند اندامی (بدن روی تراشه) ترکیب می‌شود. این مدل‌ها از سلول‌های انسانی برای شبیه‌سازی عملکردهای بیولوژیکی کبد، قلب، مغز... استفاده می‌کنند و هنگامی که با هوش مصنوعی ترکیب می‌شوند، سیستم می‌تواند واکنش‌های پیچیده دارویی یا بیماری را در محیطی که بسیار شبیه بدن انسان است، تجزیه و تحلیل کند.

برای مثال، بافت ریه مصنوعی متصل به هوش مصنوعی برای ارزیابی سطح نفوذ ویروس SARS-CoV-2 نتایجی معادل آزمایش‌های موش، اما بسیار سریع‌تر و دقیق‌تر، ارائه داد. از آنجا، آزمایش‌ها می‌توانند به جای استفاده از مدل‌های حیوانی استاندارد مانند قبل، در جهتی شخصی‌سازی‌شده و بر اساس سلول‌های بنیادی خود بیمار انجام شوند.

شکل‌گیری عصری بدون حیوانات در تحقیقات زیست‌پزشکی

ترکیب هوش مصنوعی و بیوتکنولوژی، راه را برای دوران جدیدی از تحقیقات بدون حیوان هموار می‌کند که نه تنها هزینه‌ها و زمان را کاهش می‌دهد، بلکه دقت پیش‌بینی پاسخ‌های دارویی را نیز بهبود می‌بخشد، به خصوص با توجه به اینکه پزشکی شخصی‌سازی‌شده به جریان اصلی تبدیل می‌شود.

بسیاری از کشورها، از جمله ایالات متحده، شروع به کاهش مقررات مربوط به آزمایش داروها روی حیوانات قبل از انجام آزمایش‌های بالینی کرده‌اند. این نشانه‌ای واضح است که دنیای علم در حال تغییر است و به تدریج با کمک هوش مصنوعی به سمت یک مدل تحقیقاتی مؤثرتر، انسانی‌تر و مدرن‌تر حرکت می‌کند.

مین های

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