Cercetare fără animale: tehnologia deschide calea pentru viitorul biomedicinei

Odată cu dezvoltarea rapidă a inteligenței artificiale (IA), oamenii de știință înlocuiesc treptat modelele animale cu tehnologii mai inteligente, mai rapide, mai precise și mai umane.

Utilizarea animalelor în cercetarea biomedicală există de secole - Foto: AI

Limitările modelelor animale

Șoarecii, iepurii, maimuțele și multe alte animale au fost companionii de laborator timp de generații. Sunt folosiți pentru a testa toxicitatea medicamentelor, a studia bolile și a testa noi tratamente. Cu toate acestea, un număr tot mai mare de dovezi științifice sugerează că studiile pe animale nu reflectă întotdeauna cu acuratețe răspunsurile biologice la oameni.

Conform Administrației pentru Alimente și Medicamente din SUA (FDA), până la 90% dintre medicamentele care au dat rezultate pozitive la animale nu dau rezultate atunci când sunt testate pe oameni. Motivul este că diferențele semnificative dintre gene, structuri biologice și sisteme imunitare dintre oameni și animale fac dificilă transferul eficient al datelor obținute de la animale.

În plus, menținerea modelelor de cercetare pe animale necesită mult timp, este costisitoare și provoacă controverse etice. Aceasta este motivația pentru oamenii de știință de a căuta soluții alternative, iar inteligența artificială este una dintre direcțiile promițătoare.

Inteligență artificială: filtrarea datelor și simularea biologică

IA are capacitatea de a procesa și analiza cantități uriașe de date pe care oamenii nu le pot face într-un timp scurt. În cercetarea biomedicală, IA poate revizui sute de mii de lucrări științifice, poate analiza structura moleculară a zeci de mii de compuși, poate prezice toxicitatea, eficacitatea și mecanismul de acțiune al medicamentelor asupra organismului uman fără a fi nevoie de teste pe animale.

Un studiu recent realizat în SUA a arătat că inteligența artificială poate prezice toxicitatea hepatică a unui compus cu o precizie de până la 87%, semnificativ mai mare decât multe metode de testare actuale. Oamenii de știință au simulat chiar peste 100.000 de „șoareci virtuali” pe un sistem informatic pentru a testa eficacitatea medicamentului, lucru care nu se poate face în lumea reală din motive etice și financiare.

Inteligența artificială este utilizată și în cercetarea vaccinurilor împotriva COVID-19, reducând semnificativ timpul de dezvoltare. Cu ajutorul inteligenței artificiale, oamenii de știință pot identifica rapid regiunile proteinelor virale (epitopi) care sunt susceptibile de a declanșa un răspuns imun, proiectând astfel vaccinuri eficiente fără a fi nevoie să utilizeze modele tradiționale de șoareci în multe etape incipiente.

IA nu funcționează singură, ci este adesea combinată cu biotehnologii precum organoidele, țesuturile imprimate 3D sau sistemele multi-organ (corp pe cip). Aceste modele folosesc celule umane pentru a simula funcțiile biologice ale ficatului, inimii, creierului... iar atunci când sunt combinate cu IA, sistemul poate analiza reacții complexe la medicamente sau boli într-un mediu care seamănă foarte mult cu corpul uman.

De exemplu, țesutul pulmonar artificial conectat la inteligența artificială pentru a evalua nivelul de penetrare a virusului SARS-CoV-2 a dat rezultate echivalente experimentelor pe șoareci, dar mult mai rapide și mai precise. De acolo, testele pot fi efectuate într-o direcție personalizată, bazată pe propriile celule stem ale pacientului, în loc să se utilizeze modele animale standardizate, ca înainte.

Modelând o eră fără animale în cercetarea biomedicală

Combinația dintre inteligența artificială și biotehnologie deschide calea pentru o nouă eră a cercetării fără animale, care nu numai că reduce costurile și timpul, dar îmbunătățește și precizia prezicerii răspunsurilor la medicamente, mai ales pe măsură ce medicina personalizată devine mainstream.

Multe țări, inclusiv Statele Unite, au început să relaxeze reglementările care impun testarea medicamentelor pe animale înainte de efectuarea studiilor clinice. Acesta este un semnal clar că lumea științifică se schimbă, îndreptându-se treptat către un model de cercetare mai eficient, mai uman și mai modern, cu ajutorul inteligenței artificiale.

MINH HAI

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