АИ у медицини: развој вакцина, онколошка дијагностика и стварање лекова

Акутне болести се, по правилу, разликују од хроничних у брзом току. Ако се открије

нови сој болести, онда је могућеВисока заразност у комбинацији са блиским везама различитих заједница у савременом свету може брзо довести до експоненцијалног пораста случајева који захтевају лечење. Све ово ставља огроман притисак на владе и здравствену инфраструктуру да предузму хитне мере да ограниче ширење и организују лечење како би се обновио нормалан друштвени и економски живот.

Фармацеутске компаније су позване да ово одиграјуважна улога. Уз помоћ вештачке интелигенције (АИ) и других напредних аналитичких технологија, могу убрзати развој и ширење потребних третмана.

Фазе развоја вакцине

Сам осећај хитности којиповезане са акутним заразним болестима, могу убрзати процес добијања вакцине. Потреба за хитном акцијом уједињује и стимулише низ актера - од истраживача и клиничких стручњака до регулатора и произвођача - да што пре развију ефикасне третмане за здравствене раднике.

Међутим, чак и са неуморним и сврсисходнимможе проћи године док ови тимови заврше потпуни развојни циклус. Пре него што производ буде спреман за пласман на тржиште, потребно је предузети неколико корака. Наиме:

• Фаза истраживања:развој хиљада потенцијалних формула за селекцију кандидата за вакцину, као и истраживање имуног одговора.

Предклиничка фаза:лабораторијске анализе за одређивање одговарајућих антигена за развој концепта и структуре вакцине.

Клиничка испитивања:тестирање вакцине на тест групама са различитим карактеристикама.

Провера усклађености и сертификација:провера безбедности вакцине и усаглашености са законима.

• Контрола производње и квалитета:производњу лекова за припрему за масовну вакцинацију.

Сваки корак је неопходан како би се осигурала ефикасност исигурност вакцине која се производи, тако да се сви нежељени ефекти благовремено открију и да се масовна производња вакцине спроводи континуирано све док се опасност од болести не сведе на минимум.

Историјска сложеност, регулација и ценасвака од ових фаза успорила је одговор на настале медицинске проблеме. Сада, захваљујући технологијама вештачке интелигенције, можемо брзо убрзати процес добијања и увођења нових лекова.

Како АИ помаже у овом процесу?

Иако се не може очекивати тренутни успех саСуочавањем са застрашујућим изазовом развоја вакцине, можемо предузети мере за превазилажење бројних ограничења и уских грла која спутавају задатак. Напредак у аутоматизацији анализе података и корак-по-корак визуализација свих фаза претраживања вакцина помаже у уклањању неких од ових ограничења, чиме се убрзава процес развоја вакцине и поједностављује повећање производње.

Ево неких изазова које АИ може решити у свакој фази.

Истраживачка / претклиничка фаза

Почетне фазе развоја лека су честоукључују процес одабира вакцина кандидата на основу претходних истраживања и резултата лечења. Истраживачи могу користити АИ за обраду огромних библиотека дигиталних података (на пример, за анализу својстава хиљада фармацеутских једињења у избору) са знатно већом прецизношћу од ручне обраде.

Тако су у марту Бела кућа и група истраживањаинститути и компаније позвали су инжењере МЛ који раде на препознавању текста да анализирају скуп података од 30 хиљада научних публикација о ЦОВИД-19 како би сажели потребне информације које би помогле развоју вакцина и лекова. ДеепМинд се придружио истраживању. Користећи алгоритам обучен на великим геномским подацима, успели су да препознају структуру протеина повезаних са вирусом.

АИ се такође може користити у овим корацима за секвенцирање ДНК на основу података великог броја људи, омогућавајући медицинским стручњацима да изводе генетско подударање и тестове имунолошког одговора.

Клинички развој и испитивања

Након што пронађете одговарајуће везе, почнитеиспитивања у реалним условима. Различити пацијенти ће различито реаговати на лек у зависности од фактора као што су старост и историја болести. Због тога тестови морају бити свеобухватни и обухватити чак и оне невероватне случајеве у којима пацијент можда неће добро прихватити лек.

Вежбањем алгоритама за дубоко учење,истраживачи могу да изведу ова испитивања на претходно незамисливој скали, чак и пре него што физички примене вакцину кандидата за тестирање пацијената. Дигитални близанац пацијента може увелико олакшати клиничка испитивања. Постављањем дигиталног аналога лека у дигитални аналог људског тела, истраживачи могу видети како би лек био у интеракцији са тим организмом. Ови алгоритми се могу користити за идентификацију и одабир антитела за борбу против заразних болести, драматично побољшавајући брзину и цену. Осим тога, напредна аналитика и визуализација људског одговора на потенцијалне вакцине могу се користити за убрзање тестирања, омогућавајући софистицираније анализе и мање грешака.

Производња и контрола квалитета

Након што вакцину одобри регулаторно телозапочиње интензиван процес развоја и снабдевања лековима широку мрежу болница и клиника. У овој фази, произвођачи лекова су суочени са тако значајним факторима који захтевају брзо доношење одлука, као што су расположиви обим производње, квалитет производа и оптималне одлуке о паковању.

Комбиновање АИ и технологија заснованих на апликацијамасензори, произвођачи могу користити детаљне податке за побољшање ефикасности ланаца снабдевања. Вештачка интелигенција помаже у предвиђању трајања производног циклуса одређеног лека и изградњи оптималног плана за утовар производних линија. Осим тога, задаци АИ укључују идентификовање критичних производних подручја, проналажење неисправних производа, предвиђање застоја, кварове на опреми и планирање поправки. То може довести до боље оптимизације потрошње енергије, смањити непотребне оперативне трошкове, уклонити неравнотежу између понуде и потражње у производном процесу и смањити ризик од кварења производа током продаје.

Универзални помоћници

АИ не помаже само у развоју вакцине.На пример, током пандемије, платформа Боткин.АИ користила је АИ за откривање почетних симптома упале плућа на сликама плућа. Захваљујући томе, пацијенти су могли да добију неопходан третман у кратком времену у најранијим фазама болести и избегну компликације.

Осим тога, савремене технологије су широко распрострањенекористе се и у другим областима медицине. На пример, у производњи инсулина потребно је обезбедити високу тачност рада са компонентама, као и идеалну чистоћу производних линија и радионица. Да би задовољио све захтеве, Биопхармак је имплементирао интелигентне контролере, који су заједно са радним станицама оператера и дистрибуираним системима управљања помогли у постизању детаљне визуализације производних процеса. Ово омогућава у реалном времену прецизно праћење свих фаза ослобађања инсулина и усклађивање са високим критеријумима санитарних стандарда и тачности.

Још један проблем за решавањедигиталне технологије, - дуго чекање на лечењу пацијената са раком, од прегледа до терапије. У једној од клиника у Тенесију (САД) посетиоци онколошког одељења морали су да чекају пет сати на преглед, а у случају тако озбиљне дијагнозе као што је рак, време је највреднији ресурс. Да би смањила услове услуге, медицинска организација је интегрисала специјализовани софтвер. Након анализе тренутног стања, решење је дало препоруке за различите поступке и процесе: израду оптималног распореда, реорганизацију простора у згради, запошљавање додатног особља за одређене позиције, улагање у нову опрему за анализу. Након спровођења свих радњи, време чекања је смањено за 25%.

Бржи третман у хитним случајевима

Може доћи до избијања вирусне инфекцијенепредвиђени изазови за оне који су укључени у управљање јавним здрављем, од политичара и здравствених власти до лекара и произвођача. Док први могу предузети хитне мере да идентификују инфекцију и локализују идентификована жаришта, други се често налазе под повећаним притиском са захтевом да брзо траже ефикасан третман. Треба само пронаћи нови ефикасан начин за развој вакцина - и како ће се променити слика третмана откривених случајева, оптерећење здравствене инфраструктуре ће се смањити, а опоравак убрзати.

Могућности иновативних технологија дозвољавајуони који су укључени у развој раде брже у тешким околностима. Технике, попут дубоког учења и напредне визуализације података, омогућавају научницима да надограде целокупно постојеће истраживање, док истовремено превазилазе изазове у проналажењу одговарајућих третмана за нове вирусе. Вештачка интелигенција може обрадити огромне количине података, што омогућава лекарима да почну тестирање са најперспективнијим лековима. На пример, док је тражио лек за коронавирус, АИ је предложио лекове са индукторима апоптозе - супстанце које убијају ћелије рака. ИТ је користан у производњи и дистрибуцији лекова где произвођачи енергично раде на убрзању усвајања лекова у изазовној пандемији.

Погледајте и:

Хало Андромеде се приближава нашој галаксији. Кажемо вам зашто је то важно

Симптоми коронавируса код деце. На шта треба обратити пажњу?

Погледајте најближе снимке Сунчеве површине