Вообразите это будущее персонализированного здравоохранения: Вы были диагностированы с болезнью, для которой существует пять других отношений, Ваш докторкормит Ваши генетические детали в компьютер, и виртуальный человек в машине предлагает, какие из этих пяти, вероятно, будут самыми эффективными и иметьменьше побочных эффектов для Вас лично.Или что относительно этого: Вы стоите перед 12 выбором болеутоляющего в Вашей местной аптеке, Вы вытаскиваете свой смартфон или другое личноеинтернет-устройство, бревно на персонализированный сайт здравоохранения, уже загружающийся с Вашей личной генетической информацией, подачей в Ваших симптомах ивыбор перед Вами и виртуальный человек говорят Вам, какой продукт, скорее всего, избавится от Вашей головной боли без побочных эффектов.Многим из нас такие сценарии могли бы казаться, что фантастическая научная фантастика, занимающая место рядом «, излучает меня Скотти», но не профессору Питеру Ковени, aхимик в Университетском колледже Лондона в Великобритании, ведущий их проект Виртуального физиологического человека (VPH), финансируемый под Зубным мостом ЕС
Инициатива программы 7 и поддержанный Научным советом Технических наук и Физики (EPSRC).Coveney и коллеги создают виртуального человека в «киберпространстве», что они и многие другие надеются, коренным образом изменит медицинское лечение.VPH будет использовать общую сеть компьютеров, чтобы моделировать все человеческое тело от невральных сигналов в мозгу к менструации впальцы ног.
В настоящее время большинство медицинских лечений определяется тем, какие работы для «среднего» участника или клинического испытания пациента, но что было бы идеально длякаждые без разбора из нас должны были бы знать что работы для человека «меня», характеризуемый уникальным и различным генетическим проектом. Среднее числочеловек действительно не существует, это – статистический компромисс и в действительности, каждый из нас отклоняется от той центральной точки, еще немного, чем другие.«Отклонения от среднего числа могут быть очень существенными», сказал Ковени в статье о VPH, недавно появившемся в Пионере, ежеквартальном изданиижурнал издается EPSRC.
При выборе, который продукт взять, чтобы облегчить ноющую головную боль может казаться тривиальной причиной инвестирования большого количества денег и время, создавая aвиртуальный человек, для более серьезных условий как рак и ВИЧ, где выбор правильного лечения может быть жизнью и смертельным решением, это делает много изсмысл.Цель проекта VPH состоит в том, чтобы коренным образом изменить здравоохранение путем покроя его к уникальному генотипу отдельных пациентов. На их веб-сайте, во всех странах Европейского союзаСеть превосходства (NOE) VPH, описывает ее цель относительно:«Способствуйте, согласуйте и объедините общеевропейское исследование в области i) определенных для пациента компьютерных моделей для персонализированного и прогнозирующего здравоохраненияи ii) ОСНОВАННЫЕ НА ICT инструменты для моделирования и моделирования человеческой физиологии и связанных с болезнью процессов».
«Это – Святой Грааль для медицинского лечения и невероятное стремление к нам», сказал Ковени от Отделения Химии в UCL и лидераиз EPSRC-поддержанной команды Великобритании.Пример того, как VPH мог бы работать, находится в лечении пациентов ВИЧ, где выбором лечения является критическое решение. В настоящее время существуют 9препараты, ингибирующие белок что вирусное использование, чтобы тиражировать себя: ВИЧ 1 протеаза. Препараты запираются на белок и отключают его.
Однако белок видоизменяется эффективно, быстро изменяя последовательность и устройство ее составляющих аминокислот, как Coveneyобъясненный:«ВИЧ, 1 протеаза составлена от 20 различных аминокислот, и таким образом, число возможных вариантов является астрономически большим».Просто переключение двух аминокислот может сделать белок неузнаваемым к лекарственному средству, позволив вирусу начать тиражироваться снова.В данный момент нет никакого способа знать, какое из 9 доступного лечения является лучшим матчем к определенному ВИЧ 1 протеазная мутация при ВИЧпациент, кроме методом проб и ошибок.Coveney и его коллеги пытаются найти решение этой проблемы: они проверяют «виртуальные препараты» на «виртуальных клетках» в «виртуальных пациентах».
В то время каких машинные моделирования являются определенными для вируса иммунодефицита человека и этих 9 препаратов, они показывают потенциал понятия VPH, сказали они.Для этого примера они собрали генотипные пробы от пациентов ВИЧ, другими словами точные карты как видоизмененный ВИЧ каждого пациента 1 протеазный белокустроил его аминокислоты, и затем моделировал, как каждое лекарственное средство могло бы связать с каждым вариантом.«Мы смогли оценить эффективность этих девяти препаратов для каждого отдельного пациента», сказал Ковени.
Coveney и его команда говорят, что это – все еще первые годы в проект и существует много проблем, чтобы преодолеть, не только на клинической стороне, такой как утверждение ипроверка результатов перед использованием моделирований с настоящими пациентами, но также и на юридической и этической передней стороне.«В настоящее время Совет по медицинским исследованиям в Великобритании не имеет никакой политики в отношении использования этого вида компьютерной модели», сказал Ковени в Пионерестатья.Тем временем команда работает над упрощенной версией VPH, и они развивают другое прототипное моделирование, смотря на как опухолиразвейтесь у больных с раком легких.Они не видят пределов потенциалу VPH.
Например, поскольку Ковени объяснил:«Это могло использоваться, чтобы помочь хирургам запланировать хирургию головного мозга, улучшить наше понимание болезней и процессов болезни (остеопороз, например) ипроектируйте и проверьте новые медицинские устройства."Другое потенциальное использование для VPH могло бы быть в допинг-контроле, где это могло уменьшить временные рамки клинического испытания и число используемых животных.Однако стоимость персонализированного медицинского обслуживания могла быть своим главным камнем преткновения: Coveney оценивает стоимость приблизительно 7 000 фунтов (более чем 10 000
Доллары США), чтобы сделать ВИЧ 1 протеазное моделирование для единственного пациента. Но как со всей новой технологией, он уверен, что затраты упадут однаждыэкономия за счет роста производства умирает.
В то время как это может быть долгое время, прежде чем VPH будет в Вашей врачебной хирургии, и еще дольше перед положением в аптеке с личным VPHвсего несколько нажатий клавиш далеко на Вашем карманном компьютере, для людей с серьезными опасными для жизни условиями, простая форма VPH могла быть всего несколькими годамидалеко.- Пионер (EPSRC)- Виртуальная физиологическая человеческая сеть превосходства (VPH-NOE)
Источники: новости UCL, VPH-NOE.