Állatmentes kutatás: A technológia utat nyit a biomedicina jövője előtt

A mesterséges intelligencia (MI) gyors fejlődésével a tudósok fokozatosan felváltják az állatmodelleket intelligensebb, gyorsabb, pontosabb és humánusabb technológiákkal.

Az állatok biomedicinális kutatásokban való felhasználása évszázadok óta létezik - Fotó: AI

Az állatmodellek korlátai

Az egerek, nyulak, majmok és sok más állat generációk óta laboratóriumi társak. Gyógyszertoxicitás tesztelésére, betegségek tanulmányozására és új kezelések tesztelésére használják őket. Egyre több tudományos bizonyíték azonban arra utal, hogy az állatkísérletek nem mindig tükrözik pontosan az emberek biológiai válaszait.

Az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala (FDA) szerint az állatokon pozitív eredményeket mutató gyógyszerek akár 90%-a is kudarcot vall az embereken végzett tesztek során. Ennek az az oka, hogy az emberek és az állatok génjeiben, biológiai struktúráiban és immunrendszerében fennálló jelentős különbségek megnehezítik az állatoktól származó adatok hatékony átvitelét.

Ráadásul az állatkísérletek fenntartása időigényes, költséges és etikai vitákat okoz. Ez motiválja a tudósokat alternatív megoldások keresésére, és a mesterséges intelligencia az egyik ígéretes irány.

Mesterséges intelligencia: adatszűrés és biológiai szimuláció

A mesterséges intelligencia képes hatalmas mennyiségű adat feldolgozására és elemzésére, amelyet az emberek nem tudnak rövid idő alatt megtenni. A biomedicinális kutatásokban a mesterséges intelligencia képes több százezer tudományos publikáció áttekintésére, több tízezer vegyület molekulaszerkezetének elemzésére, a gyógyszerek emberi szervezetre gyakorolt ​​toxicitásának, hatékonyságának és hatásmechanizmusának előrejelzésére állatkísérletek nélkül.

Egy nemrégiben az Egyesült Államokban végzett tanulmány kimutatta, hogy a mesterséges intelligencia akár 87%-os pontossággal is képes megjósolni egy vegyület májtoxicitását, ami jelentősen magasabb, mint sok jelenlegi vizsgálati módszer. A tudósok több mint 100 000 „virtuális egeret” szimuláltak egy számítógépes rendszeren a gyógyszer hatékonyságának tesztelésére, ami etikai és pénzügyi okokból a való világban nem lenne lehetséges.

A mesterséges intelligenciát a COVID-19 vakcinakutatásban is alkalmazzák, jelentősen csökkentve a fejlesztési időt. A mesterséges intelligencia segítségével a tudósok gyorsan azonosíthatják a vírusfehérjék (epitópok) azon régióit, amelyek valószínűleg immunválaszt váltanak ki, ezáltal hatékony vakcinákat tervezhetnek anélkül, hogy számos korai stádiumban hagyományos egérmodelleket kellene használniuk.

A mesterséges intelligencia nem önmagában működik, hanem gyakran kombinálják biotechnológiákkal, például organoidokkal, 3D nyomtatott szövetekkel vagy több szervet magában foglaló rendszerekkel (test-chipen). Ezek a modellek emberi sejteket használnak a máj, a szív, az agy... biológiai funkcióinak szimulálására, és mesterséges intelligenciával kombinálva a rendszer összetett gyógyszer- vagy betegségreakciókat képes elemezni egy olyan környezetben, amely nagyon hasonlít az emberi testre.

Például a SARS-CoV-2 vírus penetrációjának szintjének felmérésére szolgáló mesterséges tüdőszövet mesterséges intelligenciához kapcsolásával az egérkísérletekkel egyenértékű eredményeket kaptak, de sokkal gyorsabban és pontosabban. Innentől kezdve a tesztek személyre szabott irányban, a beteg saját őssejtjei alapján végezhetők el, a korábbi szabványosított állatmodellek használata helyett.

Az állatmentes korszak kialakítása a biomedicinális kutatásban

A mesterséges intelligencia és a biotechnológia kombinációja utat nyit az állatmentes kutatás új korszaka előtt, amely nemcsak a költségeket és az időt csökkenti, hanem javítja a gyógyszerreakciók előrejelzésének pontosságát is, különösen a személyre szabott orvoslás elterjedésével.

Sok ország, köztük az Egyesült Államok is, elkezdte enyhíteni azokat a szabályozásokat, amelyek előírják az állatkísérleteket a klinikai vizsgálatok előtt. Ez egyértelmű jelzés arra, hogy a tudományos világ változik, és fokozatosan egy hatékonyabb, humánusabb és modernebb kutatási modell felé halad a mesterséges intelligencia segítségével.

MINH HAI

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