التوائم الرقمية قد تصبح الأساس لنجاح العلاج الصحي الشخصي!

يعتقد العلماء أنه في غضون خمس إلى عشر سنوات، يمكن أن تصبح تجارب "سيليكو"، حيث تستخدم مئات الأعضاء الافتراضية لتقييم سلامة وفعالية الأدوية، روتينية.

في حين يمكن استخدام نماذج الأعضاء الخاصة بالمريض لتخصيص العلاج وتجنب المضاعفات الطبية.

وتعد التوائم الرقمية نماذج حسابية للأشياء أو العمليات المادية، ويتم تحديثها باستخدام بيانات من نظيراتها في العالم الحقيقي. وفي الطب، يعني هذا الجمع بين كميات هائلة من البيانات حول عمل الجينات والبروتينات والخلايا وأنظمة الجسم بالكامل مع البيانات الشخصية للمرضى لإنشاء نماذج افتراضية لأعضائهم ــ وفي نهاية المطاف، جسدهم بالكامل.

وقال البروفيسور بيتر كوفيني، مدير مركز العلوم الحاسوبية في جامعة كوليدج لندن والمعد المشارك لكتاب Virtual You: "إذا كنت تمارس الطب اليوم، فإن الكثير منه ليس علميا تماما. وفي كثير من الأحيان، يكون الأمر معادلا لقيادة السيارة وتحديد الوجهة التالية من خلال النظر في مرآة الرؤية الخلفية: حيث تحاول معرفة كيفية علاج المريض الذي أمامك بناء على الحالات السابقة مع ظروف مماثلة. ما يفعله التوأم الرقمي هو استخدام بياناتك داخل نموذج يمثل كيفية عمل علم وظائف الأعضاء وعلم الأمراض لديك".

وبالفعل، تستخدم الشركات نماذج قلب خاصة بالمريض للمساعدة في تصميم الأجهزة الطبية، في حين تقدم شركة ELEM BioTech الناشئة في برشلونة للشركات القدرة على اختبار الأدوية والأجهزة على نماذج محاكاة للقلوب البشرية.

وفي حديثها في مؤتمر التوائم الرقمية في الجمعية الملكية للطب في لندن، وصفت الدكتورة كارولين روني، من جامعة كوين ماري في لندن، الجهود المبذولة لتطوير نماذج قلب شخصية من شأنها أن تساعد الجراحين على التخطيط لعملية جراحية للمرضى الذين يعانون من ضربات القلب غير المنتظمة والفوضوية.

وقالت روني: "في كثير من الأحيان، يستخدم الجراحون نهجا يعمل في المتوسط، ولكن القيام بتنبؤات خاصة بالمريض، ومن ثم توقع النتائج على المدى الطويل، يمثل تحديا حقيقيا. أعتقد أن هناك العديد من التطبيقات في أمراض القلب والأوعية الدموية حيث سنرى هذا النوع من النهج، مثل تحديد نوع الصمام الذي سيتم استخدامه، أو مكان إدخاله أثناء استبدال صمام القلب".

ويعمل خبراء الذكاء الاصطناعي في شركة الأدوية GSK مع باحثي السرطان في جامعة كينغز كوليدج في لندن، لبناء نسخ رقمية طبق الأصل من أورام المرضى السرطانية باستخدام الصور والبيانات الجينية والجزيئية، بالإضافة إلى زراعة الخلايا السرطانية للمرضى بشكل ثلاثي الأبعاد واختبار مدى استجابتها للعلاج.

ومن خلال تطبيق التعلم الآلي على هذه البيانات، يمكن للعلماء التنبؤ بكيفية استجابة المرضى الفرديين للأدوية المختلفة، وأنظمة الجرعات.

ومن المتوقع أن تبدأ تجارب إثبات المفهوم في العام المقبل.

ويعمل الباحثون أيضا على تطوير توائم رقمية للحمل، ما قد يساعد في تطوير أدوية لحالات مثل قصور المشيمة أو تسمم الحمل، وفهم أفضل للعمليات الفسيولوجية التي يقوم عليها الحمل والمخاض.

وتقوم البروفيسورة كريستين مايرز، من جامعة كولومبيا في نيويورك، ببناء نماذج لعنق الرحم والرحم والأغشية المحيطة بالجنين، بهدف جمعها في نموذج واحد للفرد يمكنه التنبؤ بكيفية حدوث الحمل.

كما هناك محاولات لبناء توائم رقمية للمستشفيات لمحاولة تحسين كفاءة انتقال المرضى الأفراد عبر نظام الرعاية الصحية.