Заглянуть в глаза ИИ. Пять технологий, которые перевернут медицину в 2018 году
Австрийский ИИ научится видеть любую болезнь
В обыденном представлении, искусственный интеллект таится в суперкомпьютерах и блуждает виртуальными мыслями в интернет-облаках. Но что если он взглянет нам в глаза?
Австрийские ученые считают, что ничего страшного не произойдет, наоборот, это может принести нам неоценимую пользу. За один взгляд он увидит все наши болезни - и бесстрастно сообщит о них нашему лечащему врачу, а возможно, еще и подскажет способы лечения.
Но как ему это удастся? Именно это и придумали сотрудники Медицинского университета Вены. Они создали сканер сетчатки глаза, который может стать хорошим инструментом ранней диагностики ряда заболеваний. Давно известно, что у любого человека на сетчатке записано много информации о состоянии его здоровья, нужно только уметь ее считывать. При разработке сканера использовалась технология оптической когерентной томографии, которая в течение 1,2 секунды производит до 40 тыс. снимков. Конечно, с таким огромным массивом информации не справится ни один врач, но это и не нужно. Все полученные данные напрямую поступают в компьютерную диагностическую систему. Там они анализируются алгоритмами на основе искусственного интеллекта, после чего система выдает заключение.
По утверждению венских исследователей, уже сейчас такой метод диагностики позволяет выявить у пациента диабет или же вычислить риск его появления, кроме того, можно получить сведения о биологическом возрасте, склонности к курению и еще ряде параметров. Но это только начало. Своей задачей на ближайшее будущее ученые называют усовершенствование алгоритма с целью диагностики возрастных дегенеративных нарушений, неврологических проблем, заболеваний почек, сердца и сосудов, печени, а также патологии других внутренних органов.
Решение этой задачи будет зависеть не только от усилий самих ученых, но и от ИИ, который они используют в своей системе. Ведь ИИ потому и считается интеллектом, что он способен самообучаться. Иными словами, чем больше он накопит опыта, тем выше будут его диагностические способности - и в плане количества болезней, которые он сможет распознавать, и в плане точности диагноза.
Стоит сказать, что австрийцы входят в число мировых лидеров в области офтальмологии и оптометрии. За создание технологии оптической когерентной томографии два представителя Медицинского университета Вены - Кристоф Хитценбергер и Адольф Ферчер - вместе с тремя американскими коллегами удостоились в начале 2017 г. премии Фрица и Долорес Русс Национальной инженерной академии США. Эта премия номиналом в $500 тыс. считается "Нобелевской премией по инженерным наукам".
Ежегодно венские ученые организуют специализированные конференции ART, что расшифровывается как Advanced Retinal Therapy, т.е. продвинутая ретинальная терапия. Именно на ART-2017, прошедшей в начале декабря, они рассказали коллегам со всего мира о своем изобретении - сканере, с помощью которого ИИ теперь может вглядываться в наши глаза. И в следующем декабре, на ART-2018, австрийцы наверняка похвастаются успехами в развитии новой технологии.
А в 2022 г. в Медицинском университете Вены планируют завершить строительство Центра прецизионной медицины. "Он призван стать одним из ведущих центров исследований и разработок в этой области и сыграть главную роль в медицине XXI века", - скромно говорят его организаторы.
В Канаде построят завод стволовых клеток
Полвека назад канадские ученые открыли трансплантируемые стволовые клетки, которые могут вырасти в любую человеческую ткань. И вот сейчас в Канаде объявили о запуске проекта по созданию автоматизированного завода для производства стволовых клеток.
Выращивание стволовых клеток может решить массу проблем в сфере медицины и спасти немало жизней. Как сообщает Bloomberg, за реализацию амбициозного проекта взялся Центр коммерциализации регенеративной медицины (CCRM) в Торонто. Этот центр вместе с компанией General Electric создал лабораторию для разработки технологий и процессов, которые могут быть использованы на заводе. Помимо собственно производства клеток, завод будет разрабатывать новые их типы, необходимые для борьбы с различными заболеваниями.
Канадское правительство ввело налоговые льготы для исследовательских отраслей и быстродействующие визы для высококвалифицированных работников. CCRM и GE извлекли выгоду из этой политики и, в частности, наняли в свою лабораторию в Торонто специалистов из Китая, Японии, Великобритании и США.
Канада, уже входящая в число лидеров в области искусственного интеллекта, имеет хорошие возможности для того, чтобы стать лидером в клеточных методах лечения, которые способны, например, бороться с раком иммунной системы или устранять дефектные клетки с отсутствующими или поврежденными белками. Торонто занимает одно из самых высоких мест в мире по концентрации больниц и исследователей в сфере биотехнологий. Канадский сектор стволовых клеток привлек сотни миллионов долларов венчурного капитала, включая раунд финансирования в размере $225 млн для запуска клеточной терапии BlueRock Therapeutics от немецкого фармацевтического гиганта Bayer AG и компании Versant Ventures Management из Силиконовой долины.
Фармацевтические компании, работающие над множеством методов лечения, нуждаются во все большем количестве стволовых клеток. Миллиарды клеток необходимы только для клинических испытаний. Но производство стволовых клеток является трудоемким процессом, говорит директор GE Healthcare Аарон Дульгар-Туллох, который в настоящее время работает в лаборатории CCRM-GE. Квалифицированный техник должен осторожно поместить клетки в маленькую посудину, накормить их и перенести в специальную среду с заданными параметрами, такими как температура и содержание кислорода. По мере роста клеток они должны постоянно проверяться. Процесс занимает недели, и один специалист может создать достаточный материал для терапии одного человека. Но по мере того как пул пациентов расширяется до десятков тысяч, в мире просто недостает специалистов и лабораторий для производства необходимого числа клеток, подчеркивает Дульгар-Туллох.
Завод в Торонто будет максимально автоматизирован, более того, за производством будет следить искусственный интеллект. Со временем он сможет обучиться и предложить способы оптимизации производства, что, в свою очередь, обеспечит культивирование миллиардов клеток в идеальных условиях.
Медики США будут внедрять генную терапию
В 2018 г. американцы смогут воспользоваться уже несколькими видами генной терапии, получившими одобрение FDA - Администрации продовольствия и медикаментов США. 30 августа 2017 г. FDA впервые одобрила генную терапию, которая перепрограммирует собственные клетки пациента, чтобы атаковать смертельный рак. Это процедура Kymriah для лечения детей и молодых людей в возрасте до 25 лет с острым лимфобластным лейкозом - злокачественным заболеванием кроветворной системы. А 19 декабря FDA впервые одобрила генную терапию, которая исправляет отсутствующие или мутировавшие гены, заменяя их здоровыми. Процедура, названная Luxturna, предназначена для лечения амавроза Лебера - редкого наследственного заболевания сетчатки.
Амавроз Лебера проявляется на первых месяцах жизни и приводит к ослаблению или полной потере зрения из-за мутации гена RPE65, ответственного за выработку светочувствительных клеток. Новая терапия осуществляется следующим образом: здоровая версия гена RPE65 прикрепляется к генетически модифицированному безвредному вирусу, который затем вводится в глаз пациента. После этого клетки сетчатки начинают вырабатывать отсутствовавший белок. Компания-разработчик Spark Therapeutics обещает сообщить стоимость и условия процедуры в начале 2018 г.
На подходе у FDA еще несколько видов генной терапии, которые могут быть одобрены в практику. "Я уверен, что генная терапия станет основой для лечения и, возможно, избавит нас от большинства разрушительных и стойких заболеваний, - говорит комиссар FDA доктор медицины Скотт Готлиб. - Мы находимся в поворотной точке, когда дело дошло до практического внедрения этой новой формы терапии. И мы в FDA сосредоточены на выработке правильной политики, чтобы извлечь максимальную пользу из этого научного открытия. В 2018 г. мы приступим к выпуску набора справочных документов по конкретным заболеваниям для разработки конкретных процедур генной терапии".
Британцы испытают лекарство от гемофилии
Ученые Национальной службы здравоохранения Великобритании и Лондонского университета королевы Марии изобрели препарат, разовый прием которого способен излечивать от гемофилии A. Этим наследственным заболеванием крови страдают в основном мужчины. У больных не свертывается кровь из-за отсутствия в ней необходимого белка - так называемого фактора VIII (антигемофильного глобулина). Даже обычная царапина создает проблему, а сильный порез, ранение, хирургическая операция, удаление зуба или спонтанное внутреннее кровоизлияние могут стать угрозой для жизни.
Единственное доступное сейчас лечение - регулярные инъекции фактора VIII, выделенного из донорской крови. Однако они лишь позволяют предотвращать кровотечение, но не избавляют от болезни. Чтобы решить эту проблему кардинальным образом, британские ученые придумали использовать генно-модифицированный вирус, который бы стимулировал выработку фактора VIII в организме пациента.
О результатах клинического испытания ученые сообщили в статье, опубликованной в декабре в New England Journal of Medicine. В эксперименте участвовали 13 добровольцев, страдающих от гемофилии. В начале 2016 г. им были сделаны инъекции этого вируса. Наблюдение в течение 19 месяцев показало, что у 11 из 13 пациентов содержание фактора VIII в крови достигло или почти достигло нормы, при этом все 13 смогли отказаться от регулярных инъекций.
"Мы увидели поразительные результаты, которые намного превзошли наши ожидания. Когда мы начинали, мы надеялись добиться улучшения в размере 5%, так что вообразите наше удивление, когда уровень поднялся до нормы. Теперь у нас действительно есть возможность при помощи единственного приема препарата изменить медицинский уход за больными гемофилией, которые сейчас вынуждены колоть себе лекарства чуть ли не каждый день", - говорит руководитель исследования профессор Джон Пази. Теперь его команда планирует провести широкомасштабные исследования с участием пациентов из США, Европы, Африки и Южной Америки.
В Австралии напечатают искусственные поджелудочные
В настоящее время единственным спасением для пациентов, больных сахарным диабетом, являются регулярные инъекции инсулина. Однако давно ведутся исследования в сфере создания "новой поджелудочной железы" для диабетиков. В декабре ученые из австралийского Университета Вуллонгонга представили новый 3D-биопринтер, способный буквально напечатать пациентам новые клетки необходимого органа.
Инновационная система получила название PICT (Pancreatic Islet Cell Transplantation). При ее использовании в 3D-принтере можно создать трехмерный каркас, населенный островковыми клетками, отвечающими за выработку инсулина. Такой метод позволяет снизить риск отторжения донорской ткани при пересадке клеток поджелудочной железы.
Уже сейчас можно пересадить человеку донорскую ткань для выработки инсулина, но риск отторжения в таком случае будет крайне высок. Биопринтер PICT позволяет снизить эту вероятность за счет включения в донорский материал клеток самого пациента.
Кроме того, принтер позволяет печатать одновременно несколько типов клеток. Благодаря этому в трехмерный каркас можно добавить клетки эндотелия, которые ускорят прорастание сосудов для питания. Как заявили исследователи, "принтер PICT позволит нам создавать органы "на заказ", смешивая донорские клетки с клетками реципиента особым способом, благодаря которому мы получаем совершенно новые органы для экспериментальной трансплантации, существенно снижая риск отторжения".
Сейчас принтер передан для использования в одну из больниц Австралии, специалисты которой планируют протестировать устройство на практике и, если нужно, внести необходимые изменения для улучшения работы устройства.
