Лечимся в симуляции: как изменится медицина к 2040 году

Вообразите ситуацию: у вас диагностировали гастрит, вы приходите к врачу, а он сначала «лечит» цифровую версию вашего желудка, чтобы проверить действие разных препаратов и выбрать наиболее эффективный вариант. Новые лекарства создают с помощью ИИ и доставляют прямо в нужные ткани, поэтому побочные эффекты в будущем почти могут исчезнуть. Об этом рассказывает ТАСС.

Материал опубликован в проекте «Образ будущего», посвящённом технологиям, которые уже существуют и будут активно развиваться в ближайшие 10–15 лет. Команда учёных Форсайт-центра ИСИЭЗ НИУ ВШЭ выделила ключевые направления — от нейроимплантов и цифровых органов до материалов, способных восстанавливаться. Для анализа использовали систему iFORA, которая обработала свыше 50 млн документов: отчёты компаний, экспертные мнения и исследования за 2015–2025 годы. На основе этих данных ТАСС совместно со специалистами определил главные тренды в разных сферах, включая медицину.

Технологии меняют медицину и фарму

Современная медицина постепенно перестраивается под влияние ИИ: он помогает врачам вести документацию, делать заметки и анализировать данные. В Подмосковье, например, примерно каждый третий врач пользуется такими инструментами — для обработки документов, интерпретации исследований и поиска медицинской информации. ИИ уже применяют для анализа МРТ, КТ, рентгенов и снимков сердца, а также для выявления болезни Альцгеймера. По данным Минздрава, инструменты анализа изображений работают в 85 регионах.

Меняются и подходы к исследованиям: если раньше эксперименты проводили в пробирке (in vitro) или на живых организмах (in vivo), то с 1989 года существует третий формат — in silico, то есть моделирование на компьютере. Имея достаточный объём данных о биологических процессах, учёные могут воспроизводить их с помощью моделей и специализированных программ.

Российские специалисты из университета «Сириус» создали такую систему для подбора терапии гипертонии. Они смоделировали две системы, отвечающие за регулирование давления: сердечно-сосудистую и почечную. Программа позволяет рассчитать, как различные препараты повлияют на конкретного пациента, и выбрать оптимальный вариант. Также ведётся работа над виртуальной моделью мозга для поиска способов лечения эпилепсии.

Цифровые двойники как инструмент персональной медицины

Пока такие модели проходят тестирование, но в будущем могут лечь в основу индивидуальных схем терапии. Чтобы создать виртуальный аналог органа, достаточно загрузить историю болезни, результаты анализов и личные параметры пациента. Полностью скопировать организм невозможно — слишком много факторов влияет на течение болезни.

Допустим, врачу нужно подобрать лечение гипертонии. Известны рост и вес пациента, но нет данных об эластичности сосудов. Тогда врач проверяет препарат сразу на группе цифровых двойников — до 500 моделей, у которых совпадают базовые параметры, но различается степень эластичности сосудов. После этого выбирают то средство, которое показало лучший результат.

Специалист получает подробную картину: насколько снизилось давление, есть ли риск побочных реакций и как подействует комбинация нескольких препаратов. Виртуальные модели позволяют прогнозировать и изменения организма в будущем — через 5, 10 или 20 лет. Как поясняет научный руководитель направления «Вычислительная биология» центра «Сириус» Фёдор Колпаков, разные модели можно объединять подобно деталям конструктора: один коллектив создаёт цифровое сердце, другой — почки, третий — желудок, и всё это можно собирать в более сложные системы.

Сложности разработки

Создание цифрового двойника любого органа занимает годы. Полностью смоделировать организм человека сейчас невозможно — он слишком сложен, и не хватает вычислительных ресурсов. Поэтому учёные сосредоточены на отдельных системах и конкретных болезнях, а не на создании полного цифрового пациента.

Другие направления развития медицины

По словам директора Центра ИИ-разработки лекарств AIDD Института AIRI Артура Кадурина, искусственный интеллект уже помогает проектировать структуру молекул, прогнозировать их свойства и выбирать биологические мишени — те структуры в организме, на которые должно воздействовать лекарство. Некоторые препараты, созданные с участием ИИ, уже дошли до третьей фазы клинических испытаний и вскоре могут появиться у пациентов. ИИ снижает стоимость ранних этапов разработки и сокращает сроки создания лекарства на два–три года.

Эксперты также выделяют технологии доставки препаратов напрямую в поражённые ткани. Обычные лекарства часто действуют на весь организм, из-за чего вызывают побочные эффекты. Таргетные методы уже применяются, например, в онкологии. По мнению заведующего лабораторией МФТИ Филиппа Максимова, скоро будут совершенствоваться разные типы адресной доставки — от специальных антител до наночастиц, которые позволяют дольше сохранять препарат в организме. Разные способы лучше работают при разных заболеваниях, поэтому они будут развиваться параллельно. Эти же механизмы можно использовать для диагностики — уже сейчас специальные антитела помогают выявлять рецидив опухолей после лечения.

Источник: ТАСС

Рекомендуем также:

1. Праздничный январь под угрозой срыва: новогодние каникулы хотят перенести и сократить