Budoucnost medicíny: kmenové buňky, genová technologie, vlastní DNA

V létě 2008 jsem si všiml znaménka na mé ruce, která se zdála být větší.

Obsah

  • Internet zdraví
  • Medicína, seznamte se s informatikou
  • Editace genů
  • Regenerativní medicína roste
  • Zlatý věk neurověd
  • Spojování teček
  • Platí se za zdraví, ne za léčbu
  • co je za rohem?

Bylo to ale těžké říct. Nebyl jsem si jistý, jestli to skutečně vyrostlo – nebo jestli jsem se jen zbláznil a jsem hypochondr bez dobrého důvodu – tak jsem se rozhodl, že to nechám zkontrolovat. Abych to udělal, musel jsem zavolat na kliniku, domluvit si schůzku, počkat pár dní a pak jet do ordinace. Jednou jsem tam byl, žena s více než osmiletým specializovaným lékařským vzděláním se podívala dlouhým, tvrdým pohledem na krtka a položila mi na to řadu otázek – ale když bylo vše řečeno a hotovo, neměla definitivní odpověď na mě. Místo toho mě jen poslala k jinému lékaři, který měl s melanomem více zkušeností, a celý proces začal znovu.

Doporučená videa

Nakonec z toho nic nebylo, ale druhý doktor mi řekl, abych to pro jistotu sledoval. Rychle vpřed osm let a stále to sleduji – ale moje metody se staly o něco sofistikovanějšími. Nyní každých pár měsíců vytáhnu a

chytrý telefon z mé kapsy, spusťte aplikaci s názvem SkinVisiona vyfoťte krtka. Během několika sekund aplikace používá pokročilé algoritmy rozpoznávání obrázků k analýze tvaru, velikosti a barvy postiženou oblast a poté ji porovnává se všemi snímky, které jsem pořídil v minulosti, abych zhodnotil své riziko melanom.

Něco, co mi kdysi zabralo dva týdny a více návštěv lékaře, lze nyní provést za kratší dobu, než mi trvá zavázat si boty.

S pomocí technologie lze nyní něco, co mi kdysi zabralo dva týdny a více návštěv lékaře, provést za kratší dobu, než mi trvá zavázat si boty. Stále mi vrtá hlavou, že k tak radikální transformaci trvalo méně než deset let, takže teď pokaždé, když aplikaci spustím, nestačím se divit, jakého pokroku se v příštím desetiletí dočkáme.

Jak bude vypadat medicína za deset let? Budou nás operovat robotičtí chirurgové, pěstovat nové orgány na požádání a brát zázračné pilulky, které zmírňují všechny naše neduhy? Budou nejsmrtelnější nemoci světa vyléčeny, nebo přijdeme na to, jak jim předejít dříve, než k nim dojde? Je snadné spekulovat, co se stane ve vzdálené budoucnosti, ale co v blízké budoucnosti? Jaké úžasné věci budou možné – realisticky – v roce 2026?

Abyste tomu porozuměli, musíte se nejprve podívat zpět na tektonické posuny, ke kterým došlo za posledních 10 let a které se budou i nadále šířit do budoucna. Zde je návod, jak technologie v průběhu posledního desetiletí radikálně přetvořila medicínu, a podívejte se na některé úžasné pokroky, které přijdou v příštím desetiletí.

Internet zdraví

V roce 2006 nikdo neměl v kapse chytrý telefon. Bezdrátový web se sotva zrodil, iPhone nebyl vydán a „nositelná technologie“ ještě nebyla součástí populární lidové řeči. Je to jen o 10 let později a všechny tyto věci jsou ve vyspělém světě prakticky všudypřítomné.

Na rozdíl od jakékoli jiné doby v historii lidstva nyní lidé chodí se senzory nabitými počítači připojenými k internetu víceméně připojenými k jejich tělu. Tyto počítače nám umožňují nejen přistupovat ke světu zdravotních informací, kdykoli je potřebujeme, ale také sledovat naše osobní zdraví bezprecedentně novými způsoby.

I levný smartphone dokáže kontrolovat tepovou frekvenci, počítat kroky, které uděláte, nebo sledovat kvalitu spánku v noci. Pokud potřebujete něco pokročilejšího, je k dispozici také nespočet nástavců, které dokážou vaše mobilní zařízení proměnit v téměř jakýkoli lékařský nástroj, který byste kdy mohli potřebovat. A otoskop napájený chytrým telefonem dokáže diagnostikovat ušní infekce, a chytrý stetoskop dokáže identifikovat neobvyklé srdeční rytmy a a molekulární spektrometr připojený k chytrému telefonu vám může říct chemické složení jakýchkoli potravin nebo pilulek, se kterými se setkáte. A to je jen několik jmen.

SkinVision
Aplikace SkinVision dokáže sledovat kožní znaménko v průběhu času a vypočítat riziko, že se jedná o melanom. (Kredit: SkinVision)

Toto neuvěřitelné množství aplikací, senzorů a informací již odstartovalo velký posun od tradičních lékařských postupů.

„V podstatě to, co vidíme, je digitalizace lidských bytostí,“ říká doktor Eric Topol, kardiolog a ředitel Scripps Translational Science Institute. „Všechny tyto nové nástroje vám dávají možnost v podstatě kvantifikovat a digitalizovat lékařskou podstatu každé lidské bytosti. A protože si většinu těchto dat generují pacienti sami, protože jejich chytré telefony jsou medikované, do centra pozornosti se dostávají místo lékaře. A s chytrými algoritmy, které jim pomohou interpretovat jejich data, se mohou, pokud chtějí, osvobodit od uzavřeného světa tradiční zdravotní péče.“

Při pohledu do budoucnosti Topol věří, že chytré telefony radikálně změní roli, kterou hrají lidští lékaři v systému zdravotní péče. „Tyto nástroje mohou snížit využívání lékařů, snížit náklady, zrychlit tempo péče a poskytnout pacientům více výkonu,“ vysvětluje. „S tím, jak pacienti generují více lékařských dat a zpracovávají je počítače, většina diagnostických a monitorovacích aspektů medicíny se přesune od lékařů. Pacient se začne ujímat vedení a bude se obracet na lékaře hlavně kvůli léčbě, vedení, moudrosti a zkušenostem. Tito lékaři nebudou psát objednávky; poskytnou radu."

Medicína, seznamte se s informatikou

Počítače mají na poli medicíny dlouhou historii. Nemocnice je používají ke sledování lékařských záznamů a sledování pacientů od 50. let 20. století, ale počítačová medicína – tedy počítačové modely a sofistikovaný software pro zjištění, jak se nemoc vyvíjí – existuje jen relativně krátkou dobu čas. Teprve v posledním desetiletí, kdy se počítače staly drasticky výkonnějšími a dostupnějšími, se oblast výpočetní medicíny skutečně začala rozbíhat.

Dr. Raimond Winslow, ředitel Johns Hopkins University Institute for Computational Medicine, který byl založen v roce 2005, říká, že v posledních letech „obor explodoval. Existuje celá nová komunita lidí, kteří jsou školeni v matematice, informatice a inženýrství – a jsou také křížově školeni v biologii. To jim umožňuje přinést zcela nový pohled na lékařskou diagnostiku a léčbu.“

V relativně krátkém čase byla počítačová medicína použita k dosažení některých docela neuvěřitelných věcí.

Nyní, místo abychom si jen lámali hlavu nad složitými lékařskými otázkami s naším omezeným lidským mozkem, začali jsme získávat pomoc strojů k analýze obrovského množství dat, rozpoznávání vzorců a předpovědí, které by žádný lidský lékař ani nedokázal sáh.

„Dívat se na nemoc optikou tradiční biologie je jako pokoušet se sestavit velmi složitou skládačku s velkým počtem dílků,“ vysvětluje Winslow. „Výsledkem může být velmi neúplný obrázek. Počítačová medicína vám může pomoci zjistit, jak do sebe jednotlivé části skládačky zapadají, abyste získali ucelenější obraz. Možná nikdy nebudeme mít všechny chybějící kousky, ale dostaneme mnohem jasnější pohled na to, co způsobuje onemocnění a jak je léčit."

V relativně krátkém čase byla počítačová medicína použita k dosažení některých docela neuvěřitelných věcí – jako je určení genových a proteinových markerů rakoviny tlustého střeva a konečníku, rakoviny vaječníků a řady kardiovaskulárních onemocnění nemocí.

V poslední době se tento obor dokonce začal rozšiřovat mimo modelování nemocí. Jak se naše výpočetní schopnosti v průběhu let rozšiřovaly, rozšířily se i způsoby, jakými vědci tyto schopnosti využívají. Vědci nyní využívají technologie, jako jsou algoritmy hlubokého učení a umělá inteligence, k dolování informací ze zdrojů, které jsou jinak zbytečné nebo nedostupné.

Vezměte si například Dr. Gunnara Rätcshe z Memorial Sloan Kettering Cancer Center. On a jeho tým nedávno použili výpočty k odhalení záhad rakoviny zcela neortodoxním způsobem. Rätcsh a jeho tým místo toho, aby vytvořili model nemoci, aby ji pochopili na biologické úrovni, postavili an uměle inteligentní softwarový program schopný číst a porozumět stovkám milionů lékařských zpráv poznámky. Porovnáním těchto poznámek a analýzou vztahů mezi symptomy pacienta, anamnézou, pozorováními lékařů a různé léčebné postupy, program byl schopen najít souvislosti a asociace, které lidští lékaři nemuseli mít všiml.

"Lidská mysl je omezená," vysvětluje Rätsch, "proto musíte používat statistiku a informatiku."

Výpočetní věda otevře nové způsoby, jak bojovat se starými problémy, jako jsou metastázy rakoviny. (Kredit: Památník Sloana Ketteringa)

A Ratsch není jediný, kdo myslí mimo krabici. S novými výkonnými počítači, spoustou nových dat a nesčetným množstvím chytrých nových přístupů vědci připravují zcela odlišné způsoby, jak přistupovat ke složitým lékařským problémům.

Výzkumníci například nedávno vyvinuli algoritmus strojového učení, který sleduje šíření nemocí tak, že na Twitteru prohledává tweety s geotagy o nemoci. Analýzou těchto údajů mohou epidemiologové přesněji předvídat, kde se pravděpodobně budou šířit viry jako chřipka, což pomáhá zdravotnickým úředníkům efektivněji nasazovat vakcíny.

V jiné studii výzkumníci trénovali umělou neuronovou síť, aby rozpoznávala vzory v MRI skenech, což nakonec vedlo k systém, který dokázal nejen detekovat přítomnost Alzheimerovy choroby, ale také předvídat, kdy se nemoc pravděpodobně objeví u jinak zdravého trpěliví.

Máme také algoritmy, které to umí diagnostikovat depresi a úzkost analýzou vzorců ve vaší řeči a dokonce předpovídat šíření eboly analýzou migrační aktivity infikovaných netopýrů. A seznam pokračuje. To je jen několik příkladů většího trendu. Počítačová technika v tuto chvíli napadla desítky různých lékařských profesí a bude dál roztahovat prsty, dokud nedosáhne všech koutů lékařského výzkumu a praxe.

Editace genů

Jakákoli diskuse o nejvýznamnějších pokrokech, ke kterým došlo za posledních 10 let, by byla žalostně neúplná bez zmínky o CRISPR-Cas9. Tato jediná technika je nepochybně jedním z největších úspěchů naší doby a bude mít hluboký vliv na budoucnost medicíny.

Pro nezasvěcené je CRISPR-Cas9 technika úpravy genomu, která umožňuje vědcům upravovat geny s nebývalou přesností, účinností a flexibilitou. Byl vyvinut v roce 2012 a od té doby se oblastí biologie prohnal jako požár.

Jednoduše řečeno, CRISPR odstranil některé z největších překážek, které stojí před výzkumníky DNA po celém světě.

Zkratka CRISPR znamená Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. To pro vás pravděpodobně mnoho neznamená, pokud nejste biolog, ale v kostce to znamená adaptivní imunitní systém. systém, který mikrobi používají k obraně proti invazním virům tím, že zaznamenávají a zaměřují jejich DNA sekvence. Před několika lety si vědci uvědomili, že tato technika by mohla být přeměněna na jednoduchou a spolehlivou techniku ​​pro úpravu – v živých buňkách, neméně – genomu téměř jakéhokoli organismu.

Abychom byli spravedliví, CRISPR není první nástroj pro úpravu genomu, který kdy byl vytvořen. Dříve mohli vědci upravovat geny pomocí procesů jako TALENS a nukleázy zinkových prstů. Tyto předchozí techniky však neovlivňují jednoduchost CRISPR. Oba vyžadují, aby vědci vytvořili vlastní proteiny pro každý cíl DNA - proces, který vyžaduje mnohem více času a úsilí než relativně jednoduché programování RNA, které používá CRISPR.

„Všechny ty věci genetického inženýrství jsme mohli dělat dříve,“ vysvětluje Josiah Zayner, biohacker a biolog, „ale předchozí věci, které lidé používali, jako nukleázy zinkových prstů a TALENS, musely být vytvořeny na proteinu úroveň. Takže pokud byste chtěli vytvořit něco pro určitý gen, trvalo by vám asi šest měsíců, než sestrojíte proteiny, aby se navázaly na DNA. S CRISPR, pokud chci udělat nový experiment CRISPR, mohl bych jít online, jít do jedné z těchto společností na syntézu DNA, objednat si 100 různých věcí a zítra bych mohl dělat své experimenty. Takže to šlo ze šesti měsíců dolů na, no – některé z těchto společností nyní doručují přes noc – takže nejenže můžete udělat 100krát více výzkumu, můžete to udělat 100krát rychleji než dříve.“

Stejně jako Photoshop pro geny umožňuje CRISPR vědcům přesně upravovat DNA a měnit pokyny, které vaše tělo následuje. (Kredit: McGovern Institute for Brain Research na MIT)

Jednoduše řečeno, CRISPR odstranil některé z největších překážek, které stojí před výzkumníky DNA po celém světě. Stavidla jsou nyní otevřena a úpravy genů může provádět kdokoli.

V desetiletí, které předcházelo vývoji techniky CRISPR-Cas9, byl CRISPR zmíněn ve vědeckých publikacích pouze 200krát. Jen v roce 2014 se toto číslo ztrojnásobilo a v dohledné době nevidíme žádné známky zpomalení.

Jen za poslední dva roky výzkumníci úspěšně použili CRISPR k inženýrství plodiny, které jsou imunní k určitým houbovým chorobám, vymýtit HIV-1 z infikovaných myších buněk a dokonce provést kompletní genomové inženýrství.

A to je jen začátek. Zatímco píšu tato slova, probíhají vůbec první pokusy o úpravu genů u lidí. V srpnu se skupina čínských vědců pokusí léčit pacienta s rakovinou injekčním podáním buněk upravených pomocí metody CRISPR-Cas9. Přesněji řečeno, tým plánuje odebírat bílé krvinky pacientům s určitým typem plic rakovinu, upravit tyto buňky tak, aby napadly rakovinu, a poté je znovu zavést zpět do pacientovy tělo. Pokud vše půjde podle plánu, upravené buňky budou lovit a zabíjet rakovinné buňky a pacient se plně uzdraví.

Litanie úspěšných pokusů na zvířatech naznačuje, že CRISPR má obrovský potenciál v léčbě lidských onemocnění.

Litanie úspěšných pokusů na zvířatech naznačuje, že CRISPR má obrovský potenciál v léčbě lidských onemocnění. Ale pravděpodobně největší síla CRISPR nespočívá v tom, že je tak jednoduchý a účinný – jde o to, že se tato technika stala tak dostupnou, že ji může používat každý.

Právě teď, díky startu biotechnologických dodávek v Kalifornii, může kdokoli, kdo má 140 dolarů, dostat do rukou Udělej si sám CRISPR kit a začni provádět základní experimenty s úpravou genů přímo v kuchyni čelit. Zayner, zakladatel společnosti, doufá, že uvedení těchto nástrojů do rukou občanských vědců obrovským způsobem posílí naše kolektivní znalosti DNA.

"Je tam tolik lidí se všemi těmito znalostmi, dovednostmi a kreativitou a schopnostmi, které nejsou využívány," řekl Zayner. „Někde jsem četl, že na světě je nyní přes 7 milionů amatérských počítačových programátorů – což je šílené, když si uvědomíte, že v roce 1970 jich bylo sotva tolik, aby zaplnili garáž. Ale pokud jde o genetické inženýrství a DNA, pracujeme na těchto věcech déle, nebo alespoň stejně Od té doby, co existují počítače, existuje pravděpodobně jen několik tisíc amatérských vědců experimenty. To je to, co chci změnit. Kde by byl náš lékařský svět, kdyby zde bylo 7 milionů amatérských biologů?

Regenerativní medicína roste

V roce 1981 učinili dva britští vědci obrovský průlom. Vůbec poprvé se jim podařilo vypěstovat embryonální kmenové buňky v laboratoři. Kmenové buňky – buněčný tmel, ze kterého jsou vyrobeny všechny tkáně těla – mají téměř nekonečný seznam potenciálních lékařských aplikací a od jejich objevu vědci zpívají své chválí. Po léta nám bylo řečeno, že výzkum kmenových buněk zahájí budoucnost, kdy budeme schopni znovu vypěstovat tkáně, orgány a dokonce i celé končetiny. Ale i když jsme již dlouho znali jejich potenciál, teprve nedávno jsme přišli na to, jak kmenové buňky skutečně využít ke společnému prospěchu.

Jde o to, že jsme cestou narazili na několik zátarasů. Poté, co byly myší kmenové buňky poprvé kultivovány v roce 1981, trvalo dalších 18 let, než vědci úspěšně izolovali lidské embryonální kmenové buňky a pěstovali je v laboratoři. Když se to konečně stalo, bylo to všeobecně přijímáno jako monumentální úspěch – ale tato nová technologie se regulačními orgány nesetkala s otevřenou náručí.

V roce 2001 Bushova administrativa stanovila ochromující limity na financování výzkumu lidských kmenových buněk v USA na základě toho, že vytváření kmenových buněk buňky vyžadovaly zničení lidského embrya (debaty o potratech a o tom, kde život začíná nebo nezačíná, byly velmi populární čas). To nezabránilo tomu, aby se pokrok odehrával v jiných částech světa. V roce 2006 japonský vědec jménem Shinya Yamanaka vyvinul způsob, jak vyrobit embryonální buňky. z dospělých buněk – čímž se vyhnete nutnosti zničit embryo, aby se vytvořil použitelný, všestranný kmen buňky.

Kmenové buňky
Kmenové buňky poskytují vědcům způsob, jak regenerovat tkáň, o níž se dříve myslelo, že je navždy ztracena. (Kredit: Juan Gärtner/123RF)

Od té chvíle se výzkum kmenových buněk rozrůstá jako, no, kmenové buňky. Tři roky po Yamanakově řešení pluripotentních kmenových buněk v roce 2006 Obamova administrativa zrušila omezení financování Bushovy administrativy z roku 2001 uvalená na výzkum kmenových buněk. Najednou se stavidla otevřela a prakticky každý rok od té doby došlo k nějakému zásadnímu průlomu v regenerativní medicíně.

V roce 2010 vědci vůbec poprvé použili lidské embryonální kmenové buňky k léčbě člověka s poraněním míchy. V roce 2012 byly úspěšně použity v a jiný soud k léčbě ženy s věkem podmíněnou makulární degenerací. A průlomy stále přicházejí. K dnešnímu dni byly terapie související s kmenovými buňkami používány (nebo jsou zkoumány) pro: diabetes, Parkinsonovu chorobu, Alzheimerovu chorobu, oprava traumatického poranění mozku, opětovný růst zubů, oprava sluchu, hojení ran a dokonce i léčba určitého učení postižení.

V posledních několika letech výzkumníci dokonce začali zkoumat způsoby, jak používat kmenové buňky ve spojení s aditivní výrobní metody – což dalo vzniknout nejmodernější technice známé jako 3D biotisk. Použitím 3D tiskáren k vytvoření lešení, na které lze zasadit kmenové buňky, udělali vědci velký pokrok v pěstování nových končetin, tkání a orgánů mimo lidské tělo. Doufáme, že jednoho dne dosáhneme bodu, kdy budeme moci na těchto strojích tisknout náhradní díly, a pak poté je transplantovat, čímž se sníží nebo úplně odstraní naše závislost na orgánu, končetině a tkáni dárců. Tato technika je v tuto chvíli stále v plenkách, ale je to také skvělý příklad toho, jak se přírodní vědy líbí biologie se může spojit s technologickým vývojem, který se odehrává mimo hranice tradičního, a těžit z něj lék.

Zlatý věk neurověd

V roce 2014, kdy proslulý fyzik a futurista Michio Kaku slavně řečeno že „za posledních 10 až 15 let jsme se o myslícím mozku naučili víc než za celou lidskou historii,“ neříkal pravdu. Masitý svazek elektricky pulzujících neuronů uvnitř našich lebek mátl vědce po staletí – ale z velké části díky díky pokrokům ve výpočetních, snímacích a zobrazovacích technologiích se naše chápání lidského mozku v posledních několika letech dramaticky rozšířilo. let.

"Optogenetika umožnila výzkumníkům zjistit, jak různé sítě neuronů přispívají k chování, vnímání a poznávání."

Záplava nových zobrazovacích a skenovacích technologií vyvinutých v průběhu několika posledních desetiletí umožnila vědcům pozorovat mozek jako nikdy předtím. Nyní můžeme vidět myšlenky, emoce, horká místa a mrtvé zóny uvnitř živého mozku a poté začít proces dešifrování těchto myšlenek pomocí výkonných počítačů.

To má obrovské důsledky pro budoucnost medicíny. Duševní choroby a neurologické poruchy jsou hlavní příčinou invalidity v USA a mnoha dalších rozvinutých zemích. Podle Národní aliance pro duševní nemoci zhruba 1 z 5 lidí trpí nějakým problémem duševního zdraví. Ale díky řadě nových technologií, které se v posledním desetiletí uplatnily, se rychle učíme, jak léčit vše od neurodegenerativních onemocnění, jako je Alzheimerova choroba a ALS, až po záhadnější stavy, jako je autismus a další schizofrenie.

Jeden zvláště slibný vývoj, který se nedávno objevil, je příchod optogenetiky - techniky, která vědcům umožňuje zapínat nebo vypínat jednotlivé neurony světlem. Než byla tato metoda zdokonalena, standardní postupy pro aktivaci nebo umlčení neuronových sítí byly poměrně hrubé. Vědci by například vložili, aby určili, která skupina neuronů pomáhá myším procházet bludiště elektrody přímo do mozkové tkáně myši, trochu jimi škubnout a stimulovat tisíce neuronů včas. Tato metoda byla poněkud nepřesná, což ztěžovalo shromažďování užitečných dat, ale s optogenetikou nyní vědci mohou umístit molekuly citlivé na světlo do specifické mozkové buňky a manipulovat s nimi individuálně – což značně usnadňuje určení role, kterou neuron (nebo síť neuronů) hraje v chování, emocích nebo choroba.

optogenetika
Optogenetika umožňuje vědcům jednotlivě zapínat a vypínat mozkové buňky světlem. (Kredit: Robinsonova laboratoř)

Tuto techniku ​​nyní přijali neurovědci z celého světa. „Za posledních deset let stovky výzkumných skupin použily optogenetiku, aby zjistily, jak různé sítě neuronů přispívají k chování, vnímání a poznávání,“ říká Ed Boyden, profesor biologického inženýrství na Massachusetts Institute of Technology a spoluvynálezce optogenetika. "V budoucnu nám optogenetika umožní rozluštit, jak různé mozkové buňky vyvolávají pocity, myšlenky a pohyby - a také to, jak se mohou zvrtnout a způsobit různé psychiatrické poruchy."

Spojování teček

Podle všeho bylo posledních 10 let vírem lékařského pokroku – ale abychom pochopili, jak může medicína pokročit v příštích 10 letech, je důležité porozumět nejen tomu, jak rychle tyto kapsy medicíny jednotlivě postupovaly, ale také tomu, jak se začínají sbližovat, spojovat a vzájemně se opylovat. Všechny neuvěřitelné medicínské pokroky a velké posuny, o kterých jsme hovořili dříve, neexistují ve vzduchoprázdnu. Nejsou uzavřeni jeden před druhým ani před jinými pokroky mimo svět medicíny. Místo toho se mnoho z nich spojuje vysoce synergickým způsobem, což v konečném důsledku ještě více zvyšuje celkové tempo lékařského pokroku.

Probíhající konvergence výpočetní medicíny a mobilních technologií je jedním zřejmým příkladem, který se odehrává ve dvou různých měřítcích. Na osobní úrovni stále výkonnější procesory (stejně jako cloud computing) umožňují mobilním telefonům dokončete složitější úkoly – jako je rozpoznání růstu krtka – které lze použít v lékařství účely. Na kolektivní úrovni lze všechna lékařská data, která vytváříme pomocí našich chytrých telefonů a nositelných senzorů, použít k odhalení lékařských záhad v masivním měřítku.

"Skutečná revoluce přichází z cloudu, kde můžeme kombinovat všechna naše individuální data."

„Skutečná revoluce nepřichází z toho, že máte ve svém chytrém telefonu svůj vlastní bezpečný a hloubkový sklad lékařských dat,“ říká Topol, ředitel Scripps Translational Science Institute. „Pochází z cloudu, kde můžeme kombinovat všechna naše individuální data. Když je tato záplava dat správně sestavena, integrována a analyzována, nabídne obrovský, nový potenciál na dvou úrovních – jednotlivci a populaci jako celku. Jakmile budou všechna naše relevantní data sledována a strojově zpracována, abychom odhalili složité trendy a interakce, které nikdo sám nedokázal odhalit, budeme schopni předejít mnoha nemocem.“

A nejsou to jen chytré telefony a počítačová medicína, co se sbližuje. Spojuje se nesčetné množství různých oborů a technologií – mimo jiné včetně neurovědy, úpravy genů, robotiky, kmenových buněk, 3D tisku a řady dalších.

Dokonce i věci, které jsou zdánlivě poněkud oddělené - jako je sekvenování DNA a neurověda - se spojují. Podívejte se, jak nyní diagnostikujeme většinu mozkových poruch. Před lety vyžadovala diagnostika neurologických a psychiatrických poruch nákladné, invazivní procedury, jako jsou biopsie a punkce páteře – ale díky moderní techniky sekvenování DNA, které byly vyvinuty v návaznosti na projekt Human Genome Project, nyní můžeme diagnostikovat tytéž nemoci pomocí jednoduché krve test. V tomto případě naše znalosti genetiky pomohly pokročit v našich znalostech neurovědy – a je to přesně tento druh křížové opylení, ke kterému dochází stále častěji, protože různá odvětví medicíny a technologie jsou stále vyspělejší.

Platí se za zdraví, ne za léčbu

Jde o to, že stejně jako všechny tyto lékařské a technologické pokroky jsou vzájemně propojeny, jsou také nevysvětlitelně spojeny s věcmi, jako je politika, legislativa, ekonomika a dokonce i tradice. Ne vše se pohybuje závratným tempem vědy a techniky, takže zatímco pokrok medicíny bude pravděpodobně pokračovat stále rychlejší, je také důležité mít na paměti, že k implementaci nových lékařských technik nemusí vždy dojít rychle.

Obzvláště velkou překážkou stojící v cestě implementaci je současný model poplatků za služby, který používá většina systémů zdravotní péče. V takovém systému lékaři dostávají platbu za každou službu, kterou poskytují – ať už je to návštěva ordinace, test, chirurgický zákrok nebo jakýkoli jiný druh zdravotní služby. Tento model vytváří něco jako střet zájmů, protože podněcuje k používání léčby, nikoli nutně k udržení zdraví lidí.

Jak řekl Dr. Daniel Kraft, zakládající výkonný ředitel a předseda exponenciální medicíny na Singularity University, vysvětluje, že tento strukturální problém účinně odrazuje od přechodu k technologicky vyspělejšímu lékařství praktiky.

„Jsem dětský lékař,“ vysvětluje, „takže když vydělám nějaké peníze tím, že vidím děti s ušními infekcemi, a teď je můžu poslat domů s aplikaci a digitální otoskop – ale nemohu za to účtovat – nebudu motivován k používání tohoto novějšího, efektivnějšího technika."

cellscope-2
Oto by CellScope využívá fotoaparát vašeho chytrého telefonu k nahlédnutí do vnitřního ucha a odeslání výsledných snímků lékaři. (Kredit: CellScope

To je velký problém, ale rozhodně ne takový, který nelze překonat. Jedna věc, která pravděpodobně urychlí přijetí těchto nových nástrojů a metod, je přechod na to, co je známé jako "péče založená na hodnotách." Jak říká Kraft: „Lékaři v tomto druhu systému zdravotní péče by dostali zaplaceno, aby si vás nechali zdravější. Jejich pobídkou by bylo držet vás mimo nemocnici, když vás propustí, a ne dostávat zaplaceno za další procedury nebo biopsie nebo recepty.” V systému zdravotní péče založeném na hodnotách vysvětluje: „Lékaři a zdravotnické týmy mohou dostávat bonusy, když je mají pacienti lepší hodnoty krevního cukru nebo méně návštěv na pohotovosti, které byly zbytečné, nebo jejich krevní tlak je monitorován pomocí připojeného krevního tlaku manžety."

Přechod z našeho současného modelu zpoplatněných služeb na systém péče založený na hodnotách pravděpodobně nenastane přes noc – ale děje se tak. Hrstka velkých lékařských organizací, jako je Kaiser Permanente a The Mayo Clinic, začala přijímat tento model a rostoucí dostupnost moderních technologií sledování zdraví tlačí na posun více a více.

„Datové modely se posouvají,“ říká Kraft. „Za deset let bude velká většina zdravotní péče hrazena podle výsledku – dokonce i některá lékařská zařízení a aplikace a další nástroje dostanou zaplaceno pouze tehdy, když budou fungovat, nejen proto, že je předepsal lékař jim. Pokud je to součástí mé péče a jsem odměněn za lepší výsledky nebo nižší náklady na zdravotní péči, je mnohem pravděpodobnější, že přijmu tyto novější, technologicky vyspělejší nástroje.“

co je za rohem?

Takže mějte na paměti exponenciální tempo pokroku v oblastech, jako je editace genů, křížové opylení různých polí a zátarasy brání nám přijímat nové technologie tak rychle, jak se vyvíjejí – jaké změny bychom měli očekávat v medicíně v příštích 10 let?

Pravděpodobně nejsnáze stravitelná odpověď na tuto otázku pochází od Dr. Leroye Hooda a jeho myšlenky medicíny P4, ve které P's znamená: prediktivní, preventivní, personalizovaná a participativní.

V průběhu příštího desetiletí bude mít medicína stále více prediktivní povahu. Čím více lidí si osvojí jejich schopnost zaznamenávat a sledovat zdravotní údaje a jak se rozsah těchto údajů rozšiřuje a naše schopnost analyzovat tato data je stále silnější, budeme schopni předcházet široké škále různých nemocí. Dnes máme aplikaci, která vám řekne, kdy je krtek ohrožen, že se stane maligním melanomem. Zítra budeme mít aplikace, které analyzují vzorce chůze, abychom našli časné příznaky roztroušené sklerózy nebo se podívali zpět na vaše stravovacích návyků za poslední tři roky a dejte vám vědět (samozřejmě s přátelským upozorněním), že jste na dobré cestě cukrovka.

"Doufám, že za 10 let už budete mít nahrané své nedávné životní funkce do svého elektronického zdravotního záznamu, ke kterému má váš lékařský tým přístup."

Tyto prediktivní schopnosti jsou samozřejmě také založeny na myšlence, že medicína bude v příštích několika letech stále více participativní. Jak technologie postupuje, pacienti budou hrát aktivnější roli ve své vlastní zdravotní péči a budou spolupracovat s lékaři namísto pouhého přijímání objednávek.

„Doufám, že za 10 let,“ říká Kraft, „doufám, že už budete mít nahrané své nedávné životní funkce – z hodinek nebo matraci, čtečku krevního tlaku nebo glukometr – do vašeho elektronického zdravotního záznamu, který má váš lékařský tým přístup k. A doufejme, že to znamená, že váš lékařský tým nemusí sledovat vitální funkce, ale když se zdá, že něco není v pořádku stroj a „predicatlyitcs“ pocit, že došlo k potížím, váš tým zdravotní péče – nebo digitální avatar – vás může kontaktovat brzy. Doufám, že mnohem více pacientů má větší pravomoc stát se, když ne generálním ředitelem svého zdraví, tak alespoň provozním ředitelem – takže jsou sledují své zdraví chytřejšími způsoby a jsou více druhými piloty v jejich péči, místo aby jen čekali, co mají dělat a reaktivní."

V konečném důsledku tento posun k více participativnímu, personalizovanému a prediktivnímu systému medicíny posílí naši schopnost předcházet nemocem. Pokud se váš náramek pro sledování diety dokáže synchronizovat s vaší chytrou lednicí a určit, že jste jedli potraviny s vysokým množstvím sodíku, Digitální zdravotní asistent s umělou inteligencí může doporučit dietní změny, které by vám z dlouhodobého hlediska pomohly vyhnout se rozvoji srdečních chorob. později.

Zní to legračně, ale pokud budeme pokračovat v naší současné trajektorii, blízká budoucnost medicíny může být ve skutečnosti budoucností, kde nebudeme muset brát léky.