Использование животных в биомедицинских исследованиях существует уже много столетий. Фото: AI
Ограничения животных моделей
Мыши, кролики, обезьяны и многие другие животные были лабораторными спутниками на протяжении поколений. Их используют для проверки токсичности лекарств, изучения болезней и тестирования новых методов лечения. Однако все больше научных данных свидетельствуют о том, что исследования на животных не всегда точно отражают биологические реакции у людей.
По данным Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), до 90% лекарств, показавших положительные результаты на животных, терпят неудачу в испытаниях на людях. Причина в том, что существенные различия в генах, биологических структурах и иммунных системах между людьми и животными затрудняют эффективную передачу данных от животных.
Кроме того, поддержание исследовательских моделей на животных требует много времени, затрат и является этически спорным. Это мотивирует ученых искать альтернативные решения, и ИИ является одним из перспективных направлений.
Искусственный интеллект: очистка данных и биоимитация
ИИ способен обрабатывать и анализировать огромные объемы данных, которые люди не могут сделать за короткое время. В биомедицинских исследованиях ИИ может просматривать сотни тысяч научных работ, анализировать молекулярную структуру десятков тысяч соединений, прогнозировать токсичность, эффективность и механизм действия лекарств на организм человека без необходимости проведения испытаний на животных.
Недавнее исследование в США показало, что ИИ может предсказать токсичность для печени соединения с точностью до 87%, что значительно выше, чем у многих современных методов тестирования. Ученые даже смоделировали более 100 000 «виртуальных мышей» на компьютерной системе, чтобы проверить эффективность препарата, что невозможно сделать в реальном мире по этическим и финансовым причинам.
ИИ также используется в исследовании вакцины от COVID-19, что значительно сокращает время разработки. С помощью ИИ ученые могут быстро идентифицировать области вирусных белков (эпитопы), которые, вероятно, вызовут иммунный ответ, тем самым разрабатывая эффективные вакцины без необходимости использовать традиционные мышиные модели на многих ранних стадиях.
ИИ не работает сам по себе, но часто сочетается с биотехнологиями, такими как органоиды, ткани, напечатанные на 3D-принтере, или системы тело-на-чипе. Эти модели используют человеческие клетки для имитации биологических функций печени, сердца, мозга... и в сочетании с ИИ система может анализировать сложные реакции на лекарства или болезни в среде, которая очень похожа на человеческое тело.
Например, искусственная легочная ткань, подключенная к ИИ для оценки уровня проникновения вируса SARS-CoV-2, дала результаты, эквивалентные экспериментам на мышах, но гораздо быстрее и точнее. Оттуда тесты можно проводить в персонализированном направлении на основе собственных стволовых клеток пациента, вместо использования стандартизированных животных моделей, как раньше.
Формирование эры без животных в биомедицинских исследованиях
Сочетание ИИ и биотехнологий прокладывает путь к новой эре исследований без использования животных, что не только сокращает затраты и время, но и повышает точность прогнозирования реакции на лекарственные препараты, особенно по мере того, как персонализированная медицина становится все более популярной.
Многие страны, включая США, начали смягчать правила, требующие тестирования лекарств на животных перед проведением клинических испытаний. Это явный сигнал о том, что научный мир меняется, постепенно переходя к более эффективной, гуманной и современной модели исследований с помощью искусственного интеллекта.
Источник: https://tuoitre.vn/nghien-cuu-khong-dong-vat-cong-nghe-mo-loi-cho-y-sinh-tuong-lai-20250609142417126.htm
Комментарий (0)