Η MEΓΑΛΗ ΜΑΧΗ της τεχνολογίας με τον καρκίνο

Οι περίπλοκες διεργασίες των κυττάρων παρουσιάζουν κοινά στοιχεία με τις διαδικασίες στο εσωτερικό ενός οικιακού υπολογιστή

Η δήλωση «θα νικήσουμε τον καρκίνο μέσα στην επόμενη δεκαετία», ακούγεται υπερφιλόδοξη. Ενδεχομένως και υπερφίαλη. Ειδικά αν δεν αποδοθεί σε κάποια φαρμακοβιομηχανία, αλλά σε μια εταιρεία τεχνολογίας. Ίσως όμως η τεχνολογία αποτελεί την πιο βάσιμη ελπίδα της επιστημονικής κοινότητας να καταπολεμήσει τη φονική και εν πολλοίς ανίκητη ασθένεια.

Κείμενο Γιάννης Γορανίτης [inside story]

Πρόσφατα η Microsoft δημοσιοποίησε νέα στοιχεία για την έρευνά της με αντικείμενο την καταπολέμηση του καρκίνου με τη βοήθεια της επιστήμης των υπολογιστών, της τεχνητής νοημοσύνης και της μηχανικής μάθησης. Ακούγεται μπερδεμένο; Είναι. Γι’ αυτό και αρκετοί συνεργαζόμενοι επιστήμονες επιχειρούν να το απλοποιήσουν. «Τα πεδία της βιολογίας και της επιστήμης των υπολογιστών ενδέχεται να φαντάζουν η μέρα με τη νύχτα», δήλωσε ο Κρις Μπίσοπ, επικεφαλής του εργαστηρίου της Microsoft Research. «Έχουμε όμως παρατηρήσει ότι οι περίπλοκες διεργασίες των κυττάρων παρουσιάζουν κοινά στοιχεία με τις διαδικασίες στο εσωτερικό ενός συνηθισμένου οικιακού υπολογιστή». Αν και το ζητούμενο δεν είναι να εκλαϊκεύσουμε την επιστημονική δραστηριότητα, το ρεζουμέ είναι ότι προσπαθούν να αντιμετωπίσουν τον καρκίνο όπως θα αντιμετώπιζαν έναν ιό υπολογιστή. Η απλούστευση ίσως φαντάζει αφελής σε όποιον έχει ξεφυλλίσει έστω ένα σύγγραμμα βιολογίας, αλλά είναι άκρως υποσχόμενη σύμφωνα με τους ιθύνοντες του εγχειρήματος.

Τα κεντρικά γραφεία της Microsoft Research.

Γι’ αυτό και θεωρούν ότι η επιστήμη των υπολογιστών θα μπορούσε να αποδειχθεί καίρια στην άνιση, έως τώρα, μάχη με τον καρκίνο. Άλλωστε οι «κομπιουτεράδες» δεν εργάζονται μόνοι τους. Στον μικρό στρατό που έχει οργανώσει η Microsoft στο Κέιμπριτζ εντάσσονται περισσότεροι από 150 επιστήμονες διαφόρων ειδικοτήτων, από ογκολόγους και βιολόγους μέχρι εξειδικευμένους μαθηματικούς και μηχανικούς. Άλλωστε ο στόχος δεν είναι η «θεραπεία» του καρκίνου, αλλά η λύση του γρίφου πίσω από τη γέννηση και την εξάπλωσή του.

Πότε θα απαλλαγεί η ανθρωπότητα από τον καρκίνο;

Ο γρίφος αυτός, όπως σωστά υποθέτετε, είναι δυσεπίλυτος. «Η διαδικασία συλλογής και επεξεργασίας των δεδομένων θυμίζει περισσότερο τη συναρμολόγηση ενός τεράστιου παζλ», δήλωσε η Τζασμίν ΦίσερΤο βιογραφικό της στην ερευνητική ομάδα της Microsoft, μέλος του ερευνητικού εργαστηρίου της Microsoft στο Κέιμπριτζ της Βρετανίας. Η Φίσερ εξηγεί ακροθιγώς τον τρόπο που η ομάδα της επιχειρεί να χαρτογραφήσει τον «κώδικα» της νόσου, ούτως ώστε να κατανοήσουν την εξελικτική της πορεία. Εφόσον αυτό γίνει εφικτό, θα επιχειρήσουν να αντιστρέψουν την εξέλιξη, μετατρέποντας τα καρκινικά κύτταρα σε υγιή. «Αν κατορθώσουμε να ελέγξουμε και να ρυθμίσουμε τον καρκίνο, θα μετατραπεί σε μια χρόνια πάθηση και στη συνέχεια η αντιμετώπιση του προβλήματος θα είναι ευκολότερη. Θεωρώ ότι για ορισμένους τύπους καρκίνου η λύση ενδέχεται να δοθεί μέσα σε πέντε έτη και θα είμαστε σε θέση να δώσουμε οριστική λύση σε βάθος δεκαετίας. Αισιοδοξούμε ότι αυτό θα είναι το ορόσημο για να ξεκινήσει ένας αιώνας απαλλαγμένος από τον καρκίνο». Η Φίσερ, η οποία διδάσκει Βιολογία Συστημάτων στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, συμπληρώνει: «Η έρευνα μας επικεντρώνεται στο σχεδιασμό και την ανάλυση των αλγόριθμων που περιγράφουν διάφορα βιολογικά φαινόμενα, με έμφαση στη βιολογία του καρκίνου». Αποκαλούν μάλιστα αυτή την προσέγγιση «εκτελέσιμη Βιολογία».
«Η χρήση διαφορετικών μεθόδων για τη δημιουργία “εκτελέσιμων” μοντέλων των βιολογικών φαινομένων έχει στόχο την απόκτηση νέων γνώσεων σχετικά με τους μοριακούς μηχανισμούς που διέπουν το θεμελιώδες ζήτημα του προσδιορισμού της εξέλιξης των κυττάρων», λέει η Φίσερ. «Ή, με άλλα λόγια, τον τρόπο που τα κύτταρα “αποφασίζουν” να εξελιχθούν σε συγκεκριμένο τύπο όταν είναι υγιή και σε διαφορετικό όταν είναι καρκινικά». Η ομάδα του Κέιμπριτζ έχει στόχο την ανάπτυξη όλων των σχετικών εργαλείων και τον σχεδιασμό ειδικά προσαρμοσμένων αλγόριθμων που θα τεθούν στη συνέχεια στην υπηρεσία της ερευνητικής και επιστημονικής κοινότητας. Με αυτό τον τρόπο φιλοδοξούν να βοηθήσουν τους ογκολόγους να ακολουθήσουν πλήρως εξατομικευμένες –και κατ’ επέκταση πιο αποτελεσματικές– θεραπείες για τους ασθενείς τους.
Ουσιαστικά γεφυρώνει τη μηχανική μάθηση, τα μαθηματικά, τη βιολογία και τον σχεδιασμό με τη βοήθεια Η/Υ με νεοφυείς κλάδους όπως η βιοπληροφορική, σε ένα κοινό ερευνητικό hub. Παράλληλα, η αμερικανική εταιρεία συνδράμει και χρηματοδοτεί τις προσπάθειες ερευνητών και ιδρυμάτων σε όλον τον κόσμο. Για παράδειγμα, στο πανεπιστήμιο Virginia Tech η ανάλυση του ανθρώπινου γονιδιώματος γίνεται με τη βοήθεια των cloud υπηρεσιών της Microsoft“On a TV screen near you: How are Virginia Tech and Microsoft accelerating cancer research?”, Μicrosoft news center.
To Project HanoverΗ ιστοσελίδα εκκίνησε με ένα εργαλείο που ονομάζεται Literome“Literome: extracting knowledge from biomedical publications”, The Microsoft Research blog. Πρόκειται για ένα υπολογιστικό σύστημα που βασίζεται στο cloud ώστε να καταχωρεί, οργανώνει και ταξινομεί εκατομμύρια ερευνητικών εργασιών σε μια προσπάθεια διευκόλυνσης της γονιδιωματικής έρευνας με στόχο την ευκολότερη διάγνωση της νόσου. Η ολοκλήρωση του πρότζεκτ θα κάνει απείρως ευκολότερο το έργο των ογκολόγων και των άλλων επιστημόνων, καθώς οι δυνατότητες της τεχνητής νοημοσύνης θα τίθενται για πρώτη φορά στη διάθεσή τους. Πλέον στα διαθέσιμα δεδομένα προστίθενται αποτελέσματα πειραμάτων από όλον τον κόσμο.

Τα κύτταρα μετατρέπονται σε mini-PCs

Μεταξύ των πολυσχιδών δραστηριοτήτων του συγκεκριμένου εργαστηρίου ξεχωρίζει η βούληση για να καταπολεμηθεί ο καρκίνος, αλλά και αρκετές ακόμη ασθένειες, μέσω του επαναπρογραμματισμού των κυττάρων.
Η ανάλυση πίσω από τη συγκεκριμένη επιδίωξη των επιστημόνων είναι αρκούντως τεχνική και περίπλοκη. Αυτό που μπορούμε να κρατήσουμε ως γενικό συμπέρασμα είναι ο τελικός στόχος του πρότζεκτ: η μετατροπή των κυττάρων σε διαδραστικούς μικρο-υπολογιστές, οι οποίοι θα μπορούσαν να αναλύουν ανά πάσα στιγμή τις αλλαγές στο DNA των κυττάρων. Στη συνέχεια, ανάλογα με την έκταση και τον ρυθμό εξέλιξης της νόσου, θα μπορούσαν να δώσουν εντολή –με υπολογιστικούς όρους– “επανεκκίνησης” και να αναστείλουν την επέκταση του καρκίνου. Πρόκειται βέβαια για ένα αρκετά πιο μακρόπνοο πρότζεκτ, που πιθανότατα δεν θα υλοποιηθεί άμεσα, αλλά είναι ενδεικτικό των δυνατοτήτων που προσφέρει η τρέχουσα τεχνολογία στην επιστήμη.
«Μακροπρόθεσμα θα είναι απολύτως λογικό να επενδύσει η Microsoft στην ανάπτυξη εργαλείων που θα χρησιμοποιούν οι πελάτες της σε οποιαδήποτε υπολογιστική πλατφόρμα», δήλωσε η αντιπρόεδρος της εταιρείας και υπεύθυνη των ερευνητικών εργαστηρίων, Τζάνετ Εμ. Γουίνγκ, «ακόμη και αν μία μέρα αυτή η πλατφόρμα ταυτίζεται με ένα ζωντανό κύτταρο». Λες και γράφει σενάριο για ταινία επιστημονικής φαντασίας, η Γουίνγκ προχωρά ένα βήμα παρακάτω: «Οι υπολογιστές του μέλλοντος ενδέχεται να μην κατασκευάζονται μόνο από πυρίτιο, αλλά και από ζωντανή ύλη. Επομένως επιβάλλεται να διασφαλίσουμε ότι κατανοούμε τι θα σημαίνει η διαδικασία του προγραμματισμού σε τέτοιου είδους υπολογιστές».
Προφανώς η διαδικασία δεν θα είναι μονοσήμαντη, ούτε θα έχει αυτοσκοπό τη μετατροπή των κυττάρων σε μικρο-υπολογιστές. Είναι βέβαιο ότι η διαδικασία της έρευνας και των δοκιμών ακόμη και πριν την ολοκλήρωση του εγχειρήματος θα προσφέρει στους επιστήμονες, αλλά και τις φαρμακευτικές εταιρείες, νέα όπλα στη φαρέτρα τους προκειμένου να αναπτύξουν νέα φάρμακα και στρατηγικές αντιμετώπισης της νόσου.
Ένα παράλληλο ερευνητικό πρότζεκτ, που τρέχει στο εργαστήριο υπό την αιγίδα του Bio Computation Group
Η ιστοσελίδα, συνιστά την προσπάθεια ανάπτυξης μιας γλώσσας προγραμματισμού η οποία θα περιγράφει τις σχέσεις μεταξύ των βιολογικών στοιχείων και τον έλεγχο του τρόπου συμπεριφοράς των κυττάρων. Έτσι οι επιστήμονες θα έχουν στα χέρια τους ένα ανεκτίμητο εργαλείο εκτίμησης της συμπεριφοράς των κυττάρων. Βασική τροχοπέδη σε αυτό, αλλά και στα υπόλοιπα εγχειρήματα του εργαστηρίου, είναι το γεγονός ότι οι υπολογιστές έχουν κατασκευαστεί από ανθρώπους, ενώ τα κύτταρα και οι ασθένειες που τα απειλούν είναι αποτέλεσμα χιλιάδων ετών εξελικτικής διαδικασίας. Γι’ αυτό και η αποκωδικοποίησή τους απαιτεί ένα υπολογιστικό μοντέλο τεραστίων δυνατοτήτων.

Ερευνητής των εργαστηρίων του Κέιμπριτζ επί τω έργω.

Από το σύνολο των δραστηριοτήτων της Microsoft Research στον συγκεκριμένο τομέα έχει ξεχωρίσει ένα καινοτόμο εργαλείο μοντελοποίησης των βιολογικών διαδικασιών. Το πρόδηλα ονομαζόμενο Bio Model AnalyzerΗ ιστοσελίδα είναι ένα διαδραστικό εργαλείο με τη μορφή ζωγραφικού καμβά, που θα επιτρέπει στους επιστήμονες και τους ερευνητές να δημιουργούν τα δικά τους υπολογιστικά μοντέλα ανάλυσης των βιολογικών διεργασιών. Ήδη μεγάλες φαρμακοβιομηχανίες όπως η AstraZeneca“Can ‘drag and drop’ cancer simulation speed up drug discovery?”, astrazeneca.com συνεργάζονται με την ερευνητική ομάδα ώστε να αξιοποιήσουν το Bio Model Analyzer με στόχο την κατανόηση των αλληλεπιδράσεων των φαρμάκων και τους μηχανισμούς αντίστασης στη θεραπεία που αναπτύσσουν ασθενείς με χρόνια μυελογενή λευχαιμία. Η μέθοδος που χρησιμοποιείται είναι τόσο επαναστατική που θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο που σχεδιάζονται οι φαρμακευτικές θεραπείες.

Ο “καμβάς” στον οποίο οι ειδικοί απεικονίζουν τη μοντελοποίηση της συμπεριφοράς των κυττάρων.

Όλα τα παραπάνω ενδέχεται να φαντάζουν τραβηγμένα. «90% μάρκετινγκ, 10% ουσία», μας είπε έμπειρος Έλληνας ερευνητής που εργάζεται στις ΗΠΑ και για λόγους δεοντολογίας δεν θέλησε να σχολιάσει επώνυμα. «Αλλά είναι θετικό ότι ασχολούνται γιατί έτσι διοχετεύονται πόροι στην έρευνα». Για να είμαστε δίκαιοι, οι ερευνητές της Microsoft δεν ισχυρίζονται ότι θα θεραπεύσουν τον καρκίνο, αλλά ότι θα αποπειραθούν να τον αποκωδικοποιήσουν και να λύσουν το μυστήριο της γέννησης και αναπαραγωγής του. Άλλωστε το εγχείρημά τους είναι μη κερδοσκοπικό.
Δεν είναι άλλωστε η πρώτη φορά που το όνομα της Microsoft συνδέεται με την έρευνα στη μάχη κατά του καρκίνου. Ο συνιδρυτής της Microsoft Πολ Άλεν έχει επενδύσει περισσότερα από 100 εκατομμύρια δολάρια στο Allen Institute.
Η ιστοσελίδα που έχει αντικείμενο την κυτταρική επιστήμη. Ο καρκινοπαθής μεγιστάνας σκοπεύει να επενδύσει ακόμη μεγαλύτερο τμήμα της περιουσίας του στην έρευνα (το εργαστήριο του Κέιμπριτζ δεν σχετίζεται με το ερευνητικό ίδρυμα του Άλεν στο Σιάτλ).

Η επιστημονική ομάδα του τμήματος Κυτταρικής Βιολογίας του Allen Institute.

Βιοπληροφορική στην Ελλάδα

Οι δυνατότητες του κλάδου της Βιοπληροφορικής είναι αυταπόδεικτες και δεν είναι λίγοι αυτοί που την συγκαταλέγουν στα πιο ελπιδοφόρα επιστημονικά πεδία του κοντινού και –κυρίως– μακρινού μέλλοντός μας. Μεταξύ των πανεπιστημίων που επενδύουν στον τομέα είναι το Πανεπιστήμιο Αθηνών, που στο πλαίσιο του τμήματος Βιολογίας έχει ιδρύσει πρόγραμμα μεταπτυχιακών σπουδώνΠροκήρυξη θέσεων Μεταπτυχιακών Φοιτητών στην ιστοσελίδα του Πανεπιστημίου στη Βιοπληροφορική.
Το inside story συζήτησε με τον διευθύνοντα και επιστημονικό υπεύθυνο του προγράμματος, κ. Κωνσταντίνο ΒοργιάΗ ιστοσελίδα του, επιχειρώντας να διερευνήσει τη συμβολή της Βιοπληροφορικής στην έρευνα κατά του καρκίνου.
«Ο καρκίνος είναι μια πολυπαραγοντική ασθένεια, δηλαδή προκαλείται από πολλά διαφορετικά αίτια και χτυπάει πολλά και διαφορετικά λειτουργικά στοιχεία των κυττάρων. Αυτό που εμείς βλέπουμε στους ασθενείς είναι τα κλινικά συμπτώματα και δεν γνωρίζουμε σε βάθος τις επιμέρους κυτταρικές δυσλειτουργίες. Επίσης η ανταπόκριση κάθε ασθενή σε θεραπευτικά σχήματα είναι διαφορετική και σχετίζεται τόσο με το στάδιο και τον τύπο του καρκίνου, όσο και με το γενετικό υπόβαθρο κάθε ασθενούς. Ταυτόχρονα, έχουμε περιορισμένο αριθμό καρκινικών δεικτών που να μας χτυπούν το καμπανάκι στα αρχικά στάδια της νόσου. Έχουμε λοιπόν μια κατάσταση με πολλές παραμέτρους την οποία μπορούμε πιθανόν να τη διαχειριστούμε μόνο με συλλογή δεδομένων από τεράστιο αριθμό περιπτώσεων σε παγκόσμια κλίμακα. Η διαχείριση αυτή των δεδομένων απαιτεί σύνθετη μαθηματική επεξεργασία για να αποδώσει αξιόπιστα προγνωστικά και διαγνωστικά δεδομένα. Τώρα πια που μπορούμε, με κάποιο κόστος, να αναλύσουμε και το γονιδιωματικό υπόβαθρο κάθε ασθενούς, ο όγκος της πληροφορίας γίνεται ακόμη μεγαλύτερος. Άρα η χρήση βιοπληροφορικών, στατιστικών και άλλων μαθηματικών μεθόδων είναι άκρως απαραίτητη».
Όσον αφορά τον ρόλο των μεγάλων εταιρειών πληροφορικής και τεχνολογίας στην ιατρική/βιολογική έρευνα, ο καθηγητής μας είπε: «Ο ρόλος αυτός μπορεί να είναι θετικός, υπό την προϋπόθεση ότι θα τηρηθούν με απόλυτο σεβασμό όλα τα προβλεπόμενα από τους κανόνες βιοηθικής. Η ίδρυση εργαστηρίων από ιδιωτικές εταιρείες μέσα σε καθιερωμένα ερευνητικά κέντρα είναι θετικό βήμα στην προσέγγιση της θεωρίας με την πράξη. Συνήθως μικρές εταιρείες, όπως οι λεγόμενοι τεχνοβλαστοί, αγοράζονται από μεγαλύτερες για τη συγκεκριμένη τεχνογνωσία. Στο παρελθόν το πείραμα αυτό έδωσε θετικά αποτελέσματα, σε μικρό ποσοστό εταιρειών, αλλά με μεγάλη προστιθέμενη αξία. Τέλος, η εκπαίδευση νέων επιστημόνων σε πραγματικές συνθήκες εργασίας εκτός των στείρων κρατικών εργαστηρίων και πανεπιστημίων θα αποδώσει σίγουρα θετικά αποτελέσματα.
Εξειδικεύοντας στη βασιμότητα της εξαγγελίας της Microsoft για «νίκη κατά του καρκίνου σε δέκα χρόνια», ο κ. Βοργιάς δήλωσε: «Τέτοιες εξαγγελίες έχουμε ακούσει συχνά στο παρελθόν, ιδιαίτερα από αμερικανικά εργαστήρια. Θα θεωρούσα βάσιμη αυτή την εξαγγελία εάν αναφέρονταν σε συγκεκριμένο τύπου καρκίνου. Μια τόσο γενική εξαγγελία ενέχει μεγάλο βαθμό αβεβαιότητας και αναξιοπιστίας».
Ζητήσαμε την –κατά το δυνατό εκλαϊκευμένη– άποψη του καθηγητή για το κατά πόσο είναι δυνατό να αντιμετωπιστεί ο καρκίνος όπως έναν ιός υπολογιστή. «Όλες οι βιολογικές διαδικασίες υπόκεινται σε διαδικασίες μεταφοράς της πληροφορίας», μας είπε ο κ. Βοργιάς. «Η μεταφορά πληροφορίας γίνεται σε πολλά επίπεδα και έχει χημικό χαρακτήρα. Οι διαδικασίες μεταφοράς πληροφορίας υπόκεινται αυστηρά στους νόμους της φυσικής και χημείας. Οποιαδήποτε εξωγενής παρέμβαση θα αντιμετωπιστεί από το κύτταρο σε πολλά επίπεδα. Η επιτυχής αντιμετώπιση είναι το πλέον σύνηθες φαινόμενο διότι συμβαίνει καθημερινά και επιβιώνουμε με πολύ μεγάλη επιτυχία. Η μη επιτυχής αντιμετώπιση δημιουργεί δυο φαινόμενα. Το ένα φαινόμενο είναι να αποφασίσει το κύτταρο ότι δεν μπορεί να τα βγάλει πέρα, οπότε αυτοκτονεί πριν χάσει τον έλεγχο του και γίνει τοξικό για τον οργανισμό. Το άλλο φαινόμενο είναι να μην μπορεί το κύτταρο να αντιμετωπίσει την ανωμαλία για πολλούς και διαφόρους λόγους, να χάσει τον έλεγχο και να τελικά να αρχίσει να πολλαπλασιάζεται ανεξέλεγκτα και να δημιουργήσει όγκο εις βάρος των άλλων κυττάρων και τελικά να επέλθει η κατάρρευση όλου του οργανισμού. Όλες αυτές οι διεργασίες μπορούν πιθανόν ποιοτικά να μοντελοποιηθούν αλλά ποσοτικά δεν έχουμε ακόμη σοβαρά δεδομένα για τη δημιουργία αξιόπιστων μοντέλων. Η ύπαρξη των μοντέλων είναι θετική ώστε να έχουμε έναν υποθετικό οδηγό, αλλά είναι απαραίτητο να είναι αρκετά ανοικτά ώστε να προσαρμόζονται στα εκάστοτε δεδομένα και να βελτιώνονται».
Αναφορικά με τις δραστηριότητες του τμήματος που διευθύνει, ο κ. Βοργιάς τόνισε: «Στο πλαίσιο της μεταπτυχιακής έρευνας έχουμε διεκπεραιώσει διάφορες εργασίες που σχετίζονται με τον καρκίνο. Είναι πλέον αποδεδειγμένο ότι η συμβατότητα των αποτελεσμάτων των διαφόρων ερευνών σε βασικό επίπεδο είναι πολύ χαμηλή, σε αντίθεση με τις κλινικές μελέτες που γίνονται κάτω από συγκεκριμένα πρωτόκολλα. Αυτό σημαίνει ότι είναι άκρως απαραίτητος ο διεθνής συντονισμός της βασικής έρευνας με στόχο την αποτελεσματικότερη αξιοποίηση των διαθέσιμων πόρων».

Τα big data στο άρμα της μάχης κατά του καρκίνου

Εκτός από τη Microsoft, και οι Διόσκουροι της τεχνολογίας έχουν βαλθεί να αντιμετωπίσουν τον καρκίνο. Τόσο η Apple όσο και η Google επενδύουν δυσθεώρητα ποσά στην έρευνα εναλλακτικών καινοτόμων τεχνολογιών που θα μπορούν στη συνέχεια να αξιοποιηθούν από τους ειδικούς επιστήμονες.
Η Apple αναπτύσσει εδώ και χρόνια το ResearchKitΗ ιστοσελίδα, το οποίο πλέον είναι διαθέσιμο στην ιατρική κοινότητα, ενώ το Care KitΗ ιστοσελίδα μπορεί να χρησιμοποιηθεί και από τους ασθενείς.

Apps που είναι ήδη διαθέσιμα στους κατόχους iOS συσκευών.

Σύμφωνα με την προγραμματική του διακήρυξη, το ResearchKit προσφέρει στους ειδικούς το πεδίο κατανόησης μιας ασθένειας μέσω της ανάλυσης των δεδομένων. Μακροπρόθεσμος στόχος είναι η καταπολέμηση της εκάστοτε νόσου. Η λέξη-κλειδί σε αυτή την προσπάθεια είναι τα «δεδομένα», καθώς σε αντίθεση με μια συμβατική έρευνα, το ResearchKit προσφέρει δυνητική πρόσβαση στα δεδομένα εκατομμυρίων χρηστών, οι οποίοι θα συμμετέχουν μέσω του iPhone τους στην κλινική μελέτη χωρίς καν να απαιτείται η μετάβαση σε νοσοκομείο ή εργαστήριο, ούτε καν η συμπλήρωση εγγράφων και φορμών. Το μόνο που έχουν να κάνουν είναι να κατεβάσουν ένα app. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης των Big Data αξιοποιούνται μέσω ενός πλαισίου ανοιχτού κώδικα για τη δημιουργία εφαρμογών. Έως τώρα το ResearchKit έχει αξιοποιηθεί για την έρευνα αρκετών ασθενειών όπως το μελάνωμα, ο αυτισμός και η επιληψία, ενώ σύμφωνα με τους επιτελείς της Apple οι δυνατότητες που ανοίγονται μπροστά του είναι αναρίθμητες.

Μια αξιομνημόνευτη ερευνητική προσπάθεια που αναπτύχθηκε περαιτέρω χάρη στο ResearchKit είναι το Share the JourneyΗ ιστοσελίδα της MKO Sage Bionetworks. Μέσω της εφαρμογής χιλιάδες γυναίκες που νόσησαν ή νοσούν από καρκίνο του μαστού συμμετείχαν σε μια κλινική έρευνα που έχει στόχο την ανάλυση και σωστή κατανόηση των συμπτωμάτων των ασθενών κατά τη διάρκεια ή και μετά τη θεραπεία. Προκειμένου να κατανοηθεί η επίδραση των συμπτωμάτων αυτών στην καθημερινότητα των ασθενών, το app συλλέγει ανώνυμα δεδομένα (π.χ. επίπεδα άσκησης, διαταραχές ύπνου), τα οποία χρησιμοποιούνται στην ερευνητική διαδικασία. Τα ευρήματα αξιοποιούνται ήδη από την ομάδα του Jonsson Comprehensive Cancer Center του πανεπιστημίου UCLA, με στόχο την παροχή εξατομικευμένης θεραπείας στις ασθενείς.Στην ανάλυση των big data των ασθενών έχουν επενδύσει και άλλες εταιρείες τεχνολογίας όπως η Intel, η οποία προ τριετίας εγκαινίασε ένα ιδιαίτερα φιλόδοξο πρόγραμμα“Dana-Farber Cancer Institute and Ontario Institute for Cancer Research join Collaborative Cancer Cloud”, ohsu.edu σε συνεργασία με την Ιατρική σχολή του πανεπιστημίου του Όρεγκον. Το ινστιτούτο έρευνας του καρκίνου του OHSU θα αξιοποιεί μια βασισμένη στο cloud πλατφόρμα ανάλυσης των τεράστιων δεδομένων που θα προκύπτουν από τη γονιδιωματική απεικόνισης και τη σωρεία κλινικών δεδομένων. Εν συνεχεία θα μοιράζεται ανώνυμα πληροφορίες με άλλους οργανισμούς προκειμένου να δημιουργήσει μια λεπτομερή εικόνα των αναρίθμητων διαφορετικών τύπων και εξελικτικών δομών του καρκίνου. Όπως δήλωσε ο Μπράιαν Ντράκερ του Knight Cancer Institute, «ανέκαθεν πίστευα ότι τα δεδομένα προσπαθούσαν να μας πουν ποια είναι η ορθή απάντηση, αλλά δεν γνωρίζαμε πώς να ακούσουμε την απάντηση αυτή. Στο σημείο αυτό υπεισέρχεται ο ρόλος της πληροφορικής».

Ζωή μέχρι τα 500

Μεγάλη έμφαση στην ανάλυση των ιατρικών δεδομένων έχει δώσει και η Google που ως Alphabet Inc.Alphabet Inc. στηρίζει και να λανσάρει πληθώρα ερευνητικών προγραμμάτων και πρωτοβουλιών στον χώρο της ιατρικής και της βιολογίας.
Ένα από τα πλέον συζητημένα πρότζεκτ είναι το «χάπι της Google X» που αποκαλύφθηκε πριν δύο περίπου χρόνια, προξενώντας έντονες συζητήσεις“Why Google’s Cancer-Detecting Pill Is More Than Just Hype”, Wired εντός και εκτός της επιστημονικής κοινότητας. Το λεγόμενο χάπι είναι ουσιαστικά ένα μαγνητικό μικροσωματίδιο (κυριολεκτικά μικρό: 10.000 φορές λεπτότερο από μια τρίχα) που θα εμφυτεύεται στο σώμα του ασθενούς –ή θα το καταπίνει;– και θα ελέγχει ανά πάσα στιγμή τη συμπεριφορά του οργανισμού και ενδεχόμενες βιοχημικές διαφοροποιήσεις. Εφόσον τα νανοσωματίδια έρχονται σε επαφή με ύποπτα κύτταρα θα επιχρωματίζονται δίνοντας έτσι σήμα ότι κάτι δεν πάει καλά. Στόχος είναι η έγκαιρη διάγνωση του καρκίνου αλλά και καρδιαγγειακών νοσημάτων πολύ πριν την εμφάνιση των πρώτων συμπτωμάτων.

Έκτοτε δεν έχουν διαρρεύσει πολλά περισσότερα από τα εργαστήρια της εταιρείας, αλλά το βέβαιο είναι ότι η έρευνα συνεχίζεται. Σε αυτό συντείνει και η μεταγενέστερη κατάθεση μιας πατέντας για την κατασκευή μιας wearable συσκευήςH Nanoparticle Phoresis στη βιβλιοθήκη πατεντών.

Το βραχιόλι θα ενσωματώνει έναν δέκτη στον οποίο θα καταλήγουν όλα τα μηνύματα από τα μαγνητικά νανοσωματίδια. Έτσι, στην απευκταία περίπτωση που θα εντοπίζουν καρκινικά κύτταρα, θα στέλνουν το σχετικό σήμα στο ρολόι. Ο ρόλος της συσκευής δεν θα είναι απλώς ενημερωτικός. Στην κατάθεση του διπλώματος ευρεσιτεχνίας αναφέρεται ότι η συσκευή θα μπορούσε «να τροποποιήσει αυτόματα ή να καταστρέψει έναν ή περισσότερους στόχους στο αίμα». Διευκρινίζεται ότι στους «στόχους» αυτούς περιλαμβάνονται ένζυμα, ορμόνες, πρωτεΐνες, κύτταρα ή άλλα μόρια τα οποία εγκυμονούν κινδύνους για την υγεία των ασθενών. Η τροποποίηση ή η καταστροφή των ασθενών κυττάρων θα μπορούσε να επιτευχθεί μέσω της μετάδοσης ενέργειας στα αιμοφόρα αγγεία (ενδεικτικά αναφέρονται οι παλμοί ραδιοσυχνοτήτων, τα χρονικά μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία, οι ακουστικοί παλμοί, τα υπέρυθρα σήματα κ.α.).Παράλληλα οι συνεργαζόμενοι ερευνητές της Google προχωρούν σε περαιτέρω εξειδίκευση των ερευνών τους και δημοσιεύουν μελέτεςResearch at Google: Cancer που αναμφίβολα θα συνδράμουν τα μελλοντικά πλάνα της εταιρείας.
Βέβαια όλα αυτά τα άκρως εντυπωσιακά ενέχουν αρκετούς κινδύνους για τα προσωπικά δεδομένα των χρηστών και εγείρουν αρκετά ζητήματα βιοηθικής, τα οποία θα πρέπει να επιλυθούν πριν οι κολοσσοί της τεχνολογίας προχωρήσουν στην υλοποίηση των πλάνων τους. Η ορθή διαχείριση των μεγάλων δεδομένων αποτελεί ένα φλέγον ζήτημα για την παγκόσμια tech κοινότητα, πολλώ δε μάλλον όταν τα δεδομένα είναι ιατρικά. Η διαφύλαξη της ιδιωτικότητας των ασθενών θα πρέπει να διαφυλαχθεί με κάθε τρόπο, αν είναι δυνατό και προκαταβολικά της σαρωτικής εξέλιξης των σχετικών ερευνών.
Σε συνέντευξή του στο Bloomberg“Google Ventures and the Search for Immortality”, Βloomberg ο Μπιλ Μάρις, διευθύνων σύμβουλος της Google Ventures, επενδυτικού βραχίονα της Google, δήλωσε ότι η εταιρεία έχει προσλάβει επιστήμονες και ερευνητές, προκειμένου να συμβάλουν στη θεραπεία του καρκίνου.

«Στόχος μας είναι η χημειοθεραπεία να φαντάζει ως πρωτόγονη θεραπεία μέσα στα επόμενα 20 χρόνια», εξήγησε. «Αν με ρωτούσατε αν είναι δυνατό να ζήσει κανείς μέχρι τα 500, η απάντηση θα ήταν καταφατική. Διαθέτουμε τα εργαλεία στον τομέα των βιοεπιστημών ώστε να επιτύχουμε οτιδήποτε έχουμε το θράσος να οραματιζόμαστε. Ελπίζω μόνο να ζήσουμε αρκετά, ώστε να προλάβουμε να μην πεθάνουμε».

Τρίτη 20 Δεκεμβρίου 2016

Πηγή