Badania bez udziału zwierząt: technologia torująca drogę przyszłości biomedycyny

công nghệ - Ảnh 1. — Wykorzystanie zwierząt w badaniach biomedycznych istnieje od wieków – Zdjęcie: AI

Ograniczenia modeli zwierzęcych

Myszy, króliki, małpy i wiele innych zwierząt towarzyszą laboratoriom od pokoleń. Są wykorzystywane do testowania toksyczności leków, badania chorób i testowania nowych metod leczenia. Jednak coraz więcej dowodów naukowych sugeruje, że badania na zwierzętach nie zawsze dokładnie odzwierciedlają reakcje biologiczne u ludzi.

Według amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA), nawet 90% leków, które wykazały pozytywne rezultaty u zwierząt, nie sprawdza się w testach na ludziach. Powodem są znaczne różnice w genach, strukturach biologicznych i układach odpornościowych między ludźmi a zwierzętami, które utrudniają efektywny transfer danych uzyskanych od zwierząt.

Ponadto, utrzymywanie modeli badawczych na zwierzętach jest czasochłonne, kosztowne i budzi kontrowersje etyczne. To motywuje naukowców do poszukiwania alternatywnych rozwiązań, a sztuczna inteligencja jest jednym z obiecujących kierunków.

Sztuczna inteligencja: filtrowanie danych i symulacja biologiczna

Sztuczna inteligencja (AI) potrafi przetwarzać i analizować ogromne ilości danych, czego człowiek nie jest w stanie zrobić w krótkim czasie. W badaniach biomedycznych AI może recenzować setki tysięcy artykułów naukowych, analizować strukturę molekularną dziesiątek tysięcy związków, przewidywać toksyczność, skuteczność i mechanizm działania leków na organizm ludzki bez konieczności przeprowadzania testów na zwierzętach.

Niedawne badanie przeprowadzone w USA wykazało, że sztuczna inteligencja potrafi przewidywać toksyczność danego związku dla wątroby z dokładnością sięgającą 87%, znacznie wyższą niż wiele obecnych metod testowych. Naukowcy przeprowadzili nawet symulacje ponad 100 000 „wirtualnych myszy” na systemie komputerowym, aby przetestować skuteczność leku, czego nie da się zrobić w rzeczywistości ze względów etycznych i finansowych.

Sztuczna inteligencja jest również wykorzystywana w badaniach nad szczepionką przeciwko COVID-19, co znacznie skraca czas rozwoju. Dzięki niej naukowcy mogą szybko identyfikować regiony białek wirusowych (epitopy), które prawdopodobnie wywołają odpowiedź immunologiczną, projektując w ten sposób skuteczne szczepionki bez konieczności stosowania tradycyjnych modeli mysich na wielu wczesnych etapach.

Sztuczna inteligencja nie działa samodzielnie, ale często jest łączona z biotechnologiami, takimi jak organoidy, tkanki drukowane w 3D czy układy wielonarządowe (body-on-chip). Modele te wykorzystują komórki ludzkie do symulacji funkcji biologicznych wątroby, serca, mózgu... a w połączeniu ze sztuczną inteligencją system może analizować złożone reakcje na leki lub choroby w środowisku zbliżonym do ludzkiego ciała.

Na przykład, sztuczna tkanka płucna połączona ze sztuczną inteligencją (AI) w celu oceny poziomu penetracji wirusa SARS-CoV-2 dała wyniki równoważne eksperymentom na myszach, ale znacznie szybsze i dokładniejsze. Dzięki temu testy można przeprowadzać w sposób spersonalizowany, bazując na własnych komórkach macierzystych pacjenta, zamiast jak dotychczas korzystać ze standardowych modeli zwierzęcych.

Kształtowanie ery wolnej od zwierząt w badaniach biomedycznych

Połączenie sztucznej inteligencji i biotechnologii otwiera drogę do nowej ery badań bez wykorzystania zwierząt, co nie tylko pozwala ograniczyć koszty i czas, ale także zwiększa dokładność przewidywania reakcji leków, zwłaszcza w obliczu coraz powszechniejszej medycyny spersonalizowanej.

Wiele krajów, w tym Stany Zjednoczone, zaczęło łagodzić przepisy wymagające testowania leków na zwierzętach przed przeprowadzeniem badań klinicznych. To wyraźny sygnał, że świat nauki zmienia się, stopniowo zmierzając w kierunku bardziej efektywnego, humanitarnego i nowoczesnego modelu badań z wykorzystaniem sztucznej inteligencji.

MINH HAI

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