מחקר ללא בעלי חיים: טכנולוגיה שסוללת את הדרך לעתיד הביו-רפואה

עם ההתפתחות המהירה של בינה מלאכותית (AI), מדענים מחליפים בהדרגה מודלים של בעלי חיים בטכנולוגיות חכמות, מהירות, מדויקות ואנושיות יותר.

השימוש בבעלי חיים במחקר ביו-רפואי קיים כבר מאות שנים - צילום: AI

מגבלות של מודלים של בעלי חיים

עכברים, ארנבות, קופים ובעלי חיים רבים אחרים היו בני לוויה במעבדה במשך דורות. הם משמשים לבדיקת רעילות תרופות, לחקר מחלות ולבדיקת טיפולים חדשים. עם זאת, גוף הולך וגדל של ראיות מדעיות מצביע על כך שמחקרים בבעלי חיים אינם תמיד משקפים במדויק תגובות ביולוגיות בבני אדם.

על פי מנהל המזון והתרופות האמריקאי (FDA), עד 90% מהתרופות שהראו תוצאות חיוביות בבעלי חיים נכשלות בניסויים בבני אדם. הסיבה לכך היא שהבדלים משמעותיים בגנים, במבנים ביולוגיים ובמערכות החיסון בין בני אדם לבעלי חיים מקשים על העברת נתונים שהתקבלו מבעלי חיים ביעילות.

בנוסף, תחזוקת מודלים של מחקר בבעלי חיים גוזלת זמן, יקרה וגורמת למחלוקות אתיות. זוהי המוטיבציה של מדענים לחפש פתרונות חלופיים, ובינה מלאכותית היא אחד הכיוונים המבטיחים.

בינה מלאכותית: סינון נתונים וסימולציה ביולוגית

לבינה מלאכותית יש את היכולת לעבד ולנתח כמויות עצומות של נתונים שבני אדם אינם יכולים לעשות בזמן קצר. במחקר ביו-רפואי, בינה מלאכותית יכולה לסקור מאות אלפי מאמרים מדעיים, לנתח את המבנה המולקולרי של עשרות אלפי תרכובות, לחזות את הרעילות, היעילות ומנגנון הפעולה של תרופות על גוף האדם ללא צורך בניסויים בבעלי חיים.

מחקר שנערך לאחרונה בארה"ב הראה כי בינה מלאכותית יכולה לחזות את רעילות הכבד של תרכובת בדיוק של עד 87%, גבוה משמעותית משיטות בדיקה רבות כיום. מדענים אף הדמיינו יותר מ-100,000 "עכברים וירטואליים" במערכת מחשב כדי לבחון את יעילות התרופה, דבר שלא ניתן לעשות בעולם האמיתי מסיבות אתיות וכלכליות.

בינה מלאכותית משמשת גם במחקר חיסונים נגד COVID-19, מה שמקצר משמעותית את זמן הפיתוח. בעזרת בינה מלאכותית, מדענים יכולים לזהות במהירות אזורים של חלבונים נגיפיים (אפיטופים) שעשויים לעורר תגובה חיסונית, ובכך לתכנן חיסונים יעילים מבלי להשתמש במודלים מסורתיים של עכברים בשלבים מוקדמים רבים.

בינה מלאכותית אינה פועלת לבד, אלא משולבת לעתים קרובות עם ביוטכנולוגיות כמו אורגנואידים, רקמות מודפסות בתלת מימד או מערכות מרובות איברים (גוף על שבב). מודלים אלה משתמשים בתאים אנושיים כדי לדמות את התפקודים הביולוגיים של הכבד, הלב, המוח... וכאשר הם משולבים עם בינה מלאכותית, המערכת יכולה לנתח תגובות מורכבות לתרופות או למחלות בסביבה הדומה מאוד לגוף האדם.

לדוגמה, רקמת ריאה מלאכותית המחוברת לבינה מלאכותית כדי להעריך את רמת חדירת נגיף SARS-CoV-2 נתנה תוצאות שוות ערך לניסויים בעכברים, אך הרבה יותר מהירה ומדויקת. משם, ניתן לבצע בדיקות בכיוון מותאם אישית המבוסס על תאי הגזע של המטופל עצמו, במקום להשתמש במודלים סטנדרטיים של בעלי חיים כמו בעבר.

עיצוב עידן ללא בעלי חיים במחקר ביו-רפואי

השילוב של בינה מלאכותית וביוטכנולוגיה סולל את הדרך לעידן חדש של מחקר ללא בעלי חיים, אשר לא רק מפחית עלויות וזמן, אלא גם משפר את דיוק החיזוי של תגובות לתרופות, במיוחד ככל שרפואה מותאמת אישית הופכת למיינסטרים.

מדינות רבות, כולל ארצות הברית, החלו להקל על התקנות המחייבות בדיקות תרופות בבעלי חיים לפני ביצוע ניסויים קליניים. זהו איתות ברור לכך שהעולם המדעי משתנה, ומתקדם בהדרגה לעבר מודל מחקר יעיל, אנושי ומודרני יותר בעזרת בינה מלאכותית.

מין היי

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