Il futuro della medicina: cellule staminali, tecnologia genetica, DNA personalizzato

Nell'estate del 2008 ho notato un neo sul mio braccio che sembrava diventare più grande.

Era difficile dirlo, però. Non ero sicuro se fosse effettivamente cresciuto - o se stessi semplicemente andando fuori di testa e fossi un ipocondriaco senza una buona ragione - quindi ho deciso di farlo controllare. Per farlo ho dovuto chiamare una clinica, fissare un appuntamento, aspettare qualche giorno e poi recarmi allo studio del medico. Una volta che ero lì, una donna con più di otto anni di formazione medica specializzata guardò a lungo e attentamente il neo e mi ha posto una serie di domande a riguardo, ma quando tutto è stato detto e fatto, non aveva una risposta definitiva per Me. Invece, mi ha semplicemente indirizzato a un altro medico che aveva più esperienza con il melanoma e l’intero processo è ricominciato da capo.

Alla fine non è successo nulla, ma il secondo medico mi ha detto di tenerlo d'occhio per sicurezza. Facciamo un salto avanti di otto anni e lo tengo ancora d'occhio, ma i miei metodi sono diventati un po' più sofisticati. Ora, ogni pochi mesi, tiro a smartphone di tasca mia, avvia un'applicazione chiamata SkinVisione scatta una foto della talpa. In pochi secondi, l'app utilizza algoritmi avanzati di riconoscimento delle immagini per analizzarne forma, dimensione e colore l'area interessata, quindi la confronta con tutte le foto che ho scattato in passato per valutarne il rischio melanoma.

Con l’aiuto della tecnologia, qualcosa che una volta richiedeva due settimane e più visite mediche può ora essere eseguito in meno tempo di quello che mi occorre per allacciarmi le scarpe. Mi stupisce ancora che una trasformazione così radicale abbia richiesto meno di un decennio per realizzarsi, quindi ora, ogni volta che avvio l’app, non posso fare a meno di chiedermi che tipo di progressi vedremo nel prossimo decennio.

Tra dieci anni, come sarà la medicina? Verremo operati da chirurghi robot, faremo crescere nuovi organi su richiesta e prenderemo pillole miracolose che alleviano tutti i nostri disturbi? Le malattie più mortali del mondo saranno curate o scopriremo come prevenirle prima che si verifichino? È facile speculare su cosa accadrà in un lontano futuro, ma per quanto riguarda il prossimo futuro? Quali cose meravigliose saranno possibili – realisticamente – nel 2026?

Per capirlo, bisogna prima guardare indietro ai cambiamenti tettonici che hanno avuto luogo negli ultimi 10 anni e che continueranno a propagarsi nel futuro. Ecco come la tecnologia ha radicalmente rimodellato la medicina nel corso dell’ultimo decennio e uno sguardo ad alcuni degli incredibili progressi che arriveranno nel prossimo decennio.

L'internet della salute

Nel 2006 nessuno aveva uno smartphone in tasca. Il web wireless era appena nato, l’iPhone non era stato lanciato sul mercato e la “tecnologia indossabile” non faceva ancora parte del gergo popolare. Sono passati solo 10 anni e tutte queste cose sono praticamente onnipresenti nel mondo sviluppato.

A differenza di qualsiasi altro momento della storia umana, le persone ora vanno in giro con computer dotati di sensori e connessi a Internet, più o meno attaccati ai loro corpi. Questi computer ci consentono non solo di accedere a un mondo di informazioni sanitarie ogni volta che ne abbiamo bisogno, ma anche di monitorare la nostra salute personale in modi nuovi e senza precedenti.

Anche uno smartphone economico può controllare la tua frequenza cardiaca, contare il numero di passi che fai o monitorare la qualità del tuo sonno notturno. Se hai bisogno di qualcosa di più avanzato, sono disponibili anche innumerevoli accessori che possono trasformare il tuo dispositivo mobile in praticamente qualsiasi strumento medico di cui potresti aver bisogno. UN otoscopio alimentato da smartphone può diagnosticare le infezioni dell'orecchio, a stetoscopio intelligente può identificare ritmi cardiaci insoliti e a spettrometro molecolare connesso allo smartphone può dirti la composizione chimica di eventuali alimenti o pillole che incontri. E questo è solo per citarne alcuni.

L'app SkinVision può tenere traccia di un neo sulla pelle nel tempo per calcolare il rischio che si tratti di melanoma. (Credito: SkinVision)

Questa incredibile abbondanza di app, sensori e informazioni ha già dato il via a un importante allontanamento dalle pratiche mediche tradizionali.

“Fondamentalmente, ciò a cui stiamo assistendo è la digitalizzazione degli esseri umani”, afferma il dottor Eric Topol, cardiologo e direttore dello Scripps Translational Science Institute. “Tutti questi nuovi strumenti ti danno la possibilità di quantificare e digitalizzare sostanzialmente l’essenza medica di ogni essere umano. E poiché i pazienti generano la maggior parte di questi dati da soli, poiché i loro smartphone sono medicalizzati, sono loro al centro della scena invece del medico. E con algoritmi intelligenti che li aiutano a interpretare i loro dati, possono, se lo desiderano, emanciparsi dal mondo chiuso dell’assistenza sanitaria tradizionale”.

Guardando al futuro, Topol ritiene che gli smartphone trasformeranno radicalmente il ruolo che i medici umani svolgono nel sistema sanitario. “Questi strumenti possono ridurre il ricorso ai medici, tagliare i costi, accelerare il ritmo delle cure e dare più potere ai pazienti”, spiega. “Poiché sempre più dati medici vengono generati dai pazienti ed elaborati dai computer, gran parte degli aspetti diagnostici e di monitoraggio della medicina si sposteranno lontano dalle competenze dei medici. Il paziente inizierà a farsi carico, rivolgendosi ai medici principalmente per ricevere cure, guida, saggezza ed esperienza. Questi medici non scriveranno ordini; offriranno consigli.

La medicina, incontra l’informatica

I computer hanno una lunga storia nel campo della medicina. Gli ospedali li utilizzano per tenere traccia delle cartelle cliniche e monitorare i pazienti sin dagli anni ’50, ma la medicina computazionale, ovvero l’utilizzo modelli computerizzati e software sofisticati per capire come si sviluppa la malattia – esistono solo da un periodo relativamente breve tempo. È stato solo negli ultimi dieci anni circa, quando i computer sono diventati drasticamente più potenti e accessibili, che il campo della medicina computazionale ha iniziato a decollare davvero.

Il dottor Raimond Winslow, direttore dell’Istituto di medicina computazionale della Johns Hopkins University, fondato nel 2005, afferma che negli ultimi anni “il campo è esploso. C’è una comunità completamente nuova di persone che si stanno formando in matematica, informatica e ingegneria – e stanno anche ricevendo una formazione trasversale in biologia. Ciò consente loro di apportare una prospettiva completamente nuova alla diagnosi e al trattamento medico”.

Ora, invece di limitarci a scervellarci su complesse questioni mediche con le nostre limitate capacità cerebrali umane, abbiamo iniziato ad arruolare il l’aiuto delle macchine per analizzare grandi quantità di dati, riconoscere modelli e fare previsioni che nessun medico umano potrebbe fare capire.

“Guardare le malattie attraverso la lente della biologia tradizionale è come cercare di mettere insieme un puzzle molto complesso con un numero enorme di pezzi”, spiega Winslow. “Il risultato può essere un quadro molto incompleto. La medicina computazionale può aiutarti a vedere come i pezzi del puzzle si incastrano per fornire un quadro più olistico. Forse non avremo mai tutti i pezzi mancanti, ma finiremo con una visione molto più chiara di ciò che causa la malattia e di come trattarla”.

In un periodo di tempo relativamente breve, la medicina computazionale è stata utilizzata per realizzare cose davvero incredibili: come individuare i marcatori genetici e proteici del cancro del colon-retto, del cancro ovarico e di una serie di malattie cardiovascolari malattie.

Ultimamente, il campo ha cominciato addirittura ad espandersi oltre la modellizzazione delle malattie. Man mano che le nostre capacità computazionali si sono espanse nel corso degli anni, anche i modi in cui gli scienziati le utilizzano si sono ampliati. Gli scienziati ora utilizzano tecnologie come algoritmi di deep learning e intelligenza artificiale per estrarre informazioni da fonti altrimenti inutili o inaccessibili.

Prendiamo ad esempio il dottor Gunnar Rätcsh del Memorial Sloan Kettering Cancer Center. Lui e il suo team hanno recentemente utilizzato la computazione per svelare i misteri del cancro in un modo del tutto non ortodosso. Invece di costruire un modello della malattia per comprenderlo a livello biologico, Rätcsh e il suo team ne hanno costruito uno programma software artificialmente intelligente in grado di leggere e comprendere centinaia di milioni di medici Appunti. Confrontando queste note e analizzando le relazioni tra i sintomi del paziente, le storie mediche, le osservazioni dei medici e diversi cicli di trattamento, il programma è stato in grado di trovare connessioni e associazioni che i medici umani potrebbero non avere si accorse.

“La mente umana è limitata”, spiega Rätsch, “quindi è necessario utilizzare la statistica e l’informatica”.

E Ratsch non è l’unico a pensare fuori dagli schemi. Con nuovi computer potenti, tonnellate di nuovi dati e una miriade di nuovi approcci intelligenti, i ricercatori stanno escogitando modi completamente diversi per affrontare problemi medici complessi.

Ad esempio, i ricercatori hanno recentemente sviluppato un algoritmo di apprendimento automatico che tiene traccia della diffusione della malattia vagliando Twitter alla ricerca di tweet georeferenziati sull’essere malati. Analizzando questi dati, gli epidemiologi possono prevedere con maggiore precisione dove è probabile che virus come l’influenza si diffondano, il che aiuta i funzionari sanitari a distribuire i vaccini in modo più efficace.

In uno studio diverso, i ricercatori hanno addestrato una rete neurale artificiale a riconoscere i modelli nelle scansioni MRI, che alla fine hanno prodotto a sistema che poteva non solo rilevare la presenza dell’Alzheimer, ma anche prevedere quando la malattia avrebbe potuto manifestarsi in un soggetto altrimenti sano paziente.

Abbiamo anche algoritmi che possono farlo diagnosticare depressione e ansia analizzando i modelli nel tuo discorso e persino prevedere la diffusione dell’Ebola analizzando l’attività migratoria dei pipistrelli infetti. E la lista continua. Questi sono solo alcuni esempi di una tendenza più ampia. A questo punto l’informatica ha invaso dozzine di diverse professioni mediche e continuerà ad allargare le dita fino a raggiungere ogni angolo della ricerca e della pratica medica.

Modifica genetica

Qualsiasi discussione sui progressi più significativi avvenuti negli ultimi 10 anni sarebbe tristemente incompleta senza menzionare CRISPR-Cas9. Questa singola tecnica è senza dubbio uno dei più grandi successi del nostro tempo e avrà un profondo effetto sul futuro della medicina.

Per chi non lo sapesse, CRISPR-Cas9 è una tecnica di modifica del genoma che consente agli scienziati di modificare i geni con precisione, efficienza e flessibilità senza precedenti. È stato sviluppato nel 2012 e da allora ha invaso il campo della biologia a macchia d’olio.

L’acronimo CRISPR sta per Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Questo probabilmente non significa molto per te a meno che tu non sia un biologo, ma in poche parole si riferisce a un sistema immunitario adattivo sistema che i microbi utilizzano per difendersi dai virus invasori registrando e prendendo di mira il loro DNA sequenze. Alcuni anni fa, gli scienziati si sono resi conto che questa tecnica poteva essere riproposta in una tecnica semplice e affidabile per modificare – nientemeno che nelle cellule viventi – il genoma di quasi tutti gli organismi.

Ora, per essere onesti, CRISPR non è il primo strumento di modifica del genoma che sia mai stato creato. In precedenza, gli scienziati potevano modificare i geni con processi come TALENS e le nucleasi zinc finger. Queste tecniche precedenti, tuttavia, non reggono il confronto con la semplicità di CRISPR. Entrambi richiedono che gli scienziati costruiscano proteine ​​personalizzate per ciascun bersaglio del DNA, un processo che richiede molto più tempo e impegno rispetto alla programmazione dell’RNA relativamente semplice utilizzata da CRISPR.

“Potremmo fare tutta questa roba di ingegneria genetica prima”, spiega Josiah Zayner, biohacker e biologo, “ma le cose precedenti utilizzate dalle persone, come le nucleasi zinc finger e TALENS, dovevano essere progettate su una proteina livello. Quindi, se volessi progettare qualcosa per un certo gene, ti occorrerebbero circa sei mesi per progettare le proteine ​​che legano il DNA. Con CRISPR, se volessi fare un nuovo esperimento CRISPR, potrei andare online, andare in una di queste società di sintesi del DNA, ordinare 100 cose diverse, e domani potrei fare i miei esperimenti. Quindi sono passato da sei mesi a, beh, alcune di queste aziende spediscono dall’oggi al domani, quindi non solo puoi fare 100 volte più ricerche, ma puoi farlo 100 volte più velocemente di prima”.

In parole povere, CRISPR ha abbattuto alcuni dei maggiori ostacoli che si trovano di fronte ai ricercatori del DNA di tutto il mondo. Le porte sono ora aperte e chiunque può effettuare l’editing genetico.

Nel decennio precedente allo sviluppo della tecnica CRISPR-Cas9, CRISPR è stata menzionata nelle pubblicazioni scientifiche solo 200 volte. Questo numero è triplicato solo nel 2014 e non vediamo segni di rallentamento nell’immediato futuro.

Solo negli ultimi due anni, i ricercatori hanno utilizzato con successo CRISPR per progettare colture immuni ad alcune malattie fungine, sradicare l’HIV-1 dalle cellule di topo infette e persino eseguire l’ingegneria genomica su vasta scala.

E questo è solo l'inizio. Mentre scrivo queste parole, sono attualmente in corso i primi esperimenti di modifica genetica sugli esseri umani. Ad agosto, un gruppo di ricercatori cinesi tenterà di curare un paziente malato di cancro iniettandogli cellule modificate utilizzando il metodo CRISPR-Cas9. Più specificamente, il team prevede di prelevare globuli bianchi da pazienti con un certo tipo di polmone cancro, modificare quelle cellule in modo che attacchino il cancro e poi reintrodurle nuovamente in quelle del paziente corpo. Se tutto va come previsto, le cellule ingegnerizzate daranno la caccia e uccideranno le cellule tumorali e il paziente si riprenderà completamente.

Una serie di sperimentazioni animali riuscite suggeriscono che CRISPR ha un enorme potenziale nel trattamento delle malattie umane. Ma probabilmente il più grande punto di forza di CRISPR non è il fatto che sia così semplice ed efficace: è che la tecnica è diventata così accessibile che tutti possono usarla.

In questo momento, grazie a una startup di forniture biotecnologiche in California, chiunque abbia 140 dollari può mettere le mani su un kit CRISPR fai-da-te e inizia a eseguire esperimenti di base di modifica genetica direttamente in cucina contatore. Zayner, il fondatore dell’azienda, spera che mettere questi strumenti nelle mani di scienziati cittadini aumenterà enormemente la nostra conoscenza collettiva del DNA.

"Ci sono così tante persone là fuori con tutta questa conoscenza, abilità, creatività e abilità che non vengono utilizzate", ha detto Zayner. “Ho letto da qualche parte che al momento nel mondo ci sono più di 7 milioni di programmatori di computer hobbisti, il che è pazzesco se si considera che nel 1970 ce n’erano a malapena sufficienti per riempire un garage. Ma quando si tratta di ingegneria genetica e DNA, lavoriamo su queste cose da più tempo, o almeno da altrettanto tempo da quando i computer esistono, eppure probabilmente ci sono solo poche migliaia di scienziati hobbisti che lo fanno esperimenti. Questo è ciò che voglio cambiare. Dove sarebbe il nostro mondo medico se ci fossero 7 milioni di biologi hobbisti?”

La medicina rigenerativa cresce

Nel 1981, due scienziati britannici fecero un enorme passo avanti. Per la prima volta in assoluto sono riusciti a coltivare cellule staminali embrionali in laboratorio. Le cellule staminali – lo stucco cellulare da cui sono costituiti tutti i tessuti del corpo – hanno un elenco quasi infinito di potenziali applicazioni mediche e, sin dalla loro scoperta, gli scienziati hanno cantato le loro lodi. Per anni ci è stato detto che la ricerca sulle cellule staminali introdurrà un futuro in cui saremo in grado di far ricrescere tessuti, organi e persino arti interi. Ma anche se conosciamo da tempo il loro potenziale, solo di recente abbiamo capito come utilizzare veramente le cellule staminali a nostro vantaggio collettivo.

Il fatto è che abbiamo incontrato alcuni ostacoli lungo la strada. Dopo che le cellule staminali di topo furono coltivate per la prima volta nel 1981, ci vollero altri 18 anni perché gli scienziati isolassero con successo le cellule staminali embrionali umane e le coltivassero in laboratorio. Quando finalmente ciò accadde, fu universalmente accettato come un risultato monumentale, ma questa nuova tecnologia non fu accolta a braccia aperte dai regolatori.

Nel 2001, l’amministrazione Bush ha posto limiti assurdi ai finanziamenti per la ricerca sulle cellule staminali umane negli Stati Uniti, sulla base del fatto che la creazione di cellule staminali cellule richiedevano la distruzione di un embrione umano (i dibattiti sull’aborto e su dove inizia o non inizia la vita erano di altissimo profilo all’epoca) tempo). Ciò non ha impedito che si verificassero progressi in altre parti del mondo. Nel 2006, uno scienziato giapponese di nome Shinya Yamanaka ha sviluppato un modo per creare cellule di tipo embrionale da cellule adulte, evitando così la necessità di distruggere un embrione per creare uno stelo utilizzabile e versatile cellule.

Le cellule staminali offrono agli scienziati un modo per rigenerare i tessuti che in precedenza si pensava fossero persi per sempre. (Credito: Juan Gärtner/123RF)

Da quel momento in poi, la ricerca sulle cellule staminali è cresciuta come, beh, le cellule staminali. Tre anni dopo la soluzione alternativa di Yamanaka sulle cellule staminali pluripotenti nel 2006, l’amministrazione Obama ha revocato le restrizioni di finanziamento imposte dall’amministrazione Bush nel 2001 alla ricerca sulle cellule staminali. All’improvviso le chiuse si sono aperte e da allora praticamente ogni anno si è assistito a un importante passo avanti nel campo della medicina rigenerativa.

Nel 2010, per la prima volta in assoluto, gli scienziati hanno utilizzato cellule staminali embrionali umane per curare una persona con una lesione del midollo spinale. Nel 2012 sono stati utilizzati con successo in a processo diverso per trattare una donna affetta da degenerazione maculare legata all’età. E le scoperte continuano ad arrivare. Ad oggi, terapie basate sulle cellule staminali sono state utilizzate (o sono in fase di studio) per: diabete, morbo di Parkinson, morbo di Alzheimer, riparazione di lesioni cerebrali traumatiche, ricrescita dei denti, riparazione dell'udito, guarigione delle ferite e persino il trattamento di alcuni tipi di apprendimento disabilità.

Negli ultimi due anni, i ricercatori hanno persino iniziato a esplorare modi per utilizzare le cellule staminali insieme metodi di produzione additiva, che hanno dato origine alla tecnica all’avanguardia nota come 3D biostampa. Utilizzando le stampanti 3D per creare impalcature su cui piantare cellule staminali, gli scienziati hanno fatto grandi passi avanti nella coltivazione di nuovi arti, tessuti e organi al di fuori del corpo umano. La speranza è che un giorno raggiungeremo un punto in cui potremo stampare parti di ricambio in queste macchine e poi trapiantarli in seguito, riducendo o eliminando del tutto la nostra dipendenza da organi, arti e tessuti donatori. Questa tecnica è ancora agli inizi, ma è anche un meraviglioso esempio di come piacciono le scienze naturali la biologia può fondersi e trarre vantaggio dagli sviluppi tecnologici che avvengono al di fuori dei confini del tradizionale medicinale.

L'età d'oro delle neuroscienze

Nel 2014, quando il famoso fisico e futurista Michio Kaku notoriamente affermato che "abbiamo imparato di più sul cervello pensante negli ultimi 10-15 anni che in tutta la storia umana", non stava distorcendo la verità. Il fascio carnoso di neuroni che pulsano elettricamente all’interno dei nostri crani ha sconcertato gli scienziati per secoli, ma grazie in gran parte a Con i progressi nelle tecnologie informatiche, di rilevamento e di imaging, la nostra comprensione del cervello umano si è ampliata notevolmente negli ultimi tempi anni.

Una raffica di nuove tecnologie di imaging e scansione sviluppate nel corso degli ultimi decenni hanno permesso agli scienziati di osservare il cervello come mai prima d’ora. Ora possiamo vedere pensieri, emozioni, punti caldi e zone morte all'interno del cervello vivente, e quindi iniziare il processo di decifrazione di questi pensieri utilizzando potenti computer.

Ciò ha enormi implicazioni per il futuro della medicina. Le malattie mentali e i disturbi neurologici sono la principale causa di disabilità negli Stati Uniti e in molti altri paesi sviluppati. Secondo la National Alliance on Mental Illness, circa 1 persona su 5 soffre di qualche tipo di problema di salute mentale. Ma grazie a una serie di nuove tecnologie che si sono realizzate negli ultimi dieci anni, stiamo rapidamente imparando come trattare di tutto, dalle malattie neurodegenerative come l'Alzheimer e la SLA, a condizioni più sconcertanti come l'autismo e la malattia schizofrenia.

Uno sviluppo particolarmente promettente emerso di recente è l’avvento dell’optogenetica, una tecnica che consente agli scienziati di accendere o spegnere i singoli neuroni con la luce. Prima che questo metodo fosse perfezionato, le procedure standard per attivare o silenziare le reti neurali erano relativamente rozze. Per determinare quale gruppo di neuroni aiuta i topi a navigare nei labirinti, ad esempio, gli scienziati avrebbero inserito dei neuroni elettrodi direttamente nel tessuto cerebrale di un topo, danno loro una piccola scossa e stimolano migliaia di neuroni Al tempo. Questo metodo era piuttosto impreciso, il che rendeva piuttosto difficile la raccolta di dati utili, ma con l'optogenetica gli scienziati possono ora posizionare molecole sensibili alla luce in specifiche cellule cerebrali e manipolarle individualmente, il che rende molto più semplice determinare il ruolo che un neurone (o una rete di neuroni) gioca nel comportamento, nelle emozioni o nel comportamento. malattia.

L'optogenetica consente agli scienziati di accendere e spegnere individualmente le cellule cerebrali con la luce. (Credito: Laboratorio Robinson)

I neuroscienziati di tutto il mondo hanno ora abbracciato la tecnica. “Negli ultimi dieci anni centinaia di gruppi di ricerca hanno utilizzato l’optogenetica per scoprire come le varie reti di neuroni contribuiscono al comportamento, percezione e cognizione", afferma Ed Boyden, professore di ingegneria biologica presso il Massachusetts Institute of Technology e co-inventore di optogenetica. “In futuro l’optogenetica ci permetterà di decifrare sia il modo in cui le varie cellule cerebrali suscitano sentimenti, pensieri e movimenti, sia il modo in cui possono andare storte per produrre vari disturbi psichiatrici”.

Collegare i punti

A detta di tutti, gli ultimi 10 anni sono stati un turbinio di progressi medici, ma per capire come la medicina potrebbe avanzare nei prossimi 10 anni, è importante comprendere non solo la rapidità con cui queste sacche di medicina sono progredite individualmente, ma anche il modo in cui stanno iniziando a convergere, a coalizzarsi e a impollinarsi a vicenda. Tutti gli incredibili progressi della medicina e i grandi cambiamenti discussi in precedenza non esistono nel vuoto. Non sono isolati gli uni dagli altri o da altri progressi che si verificano al di fuori del mondo della medicina. Invece, molti di essi si stanno fondendo in modo altamente sinergico, il che, in ultima analisi, accelera ancora di più il ritmo complessivo del progresso medico.

La convergenza in corso tra medicina computazionale e tecnologia mobile è un esempio evidente, che avviene su due scale diverse. A livello personale, processori sempre più potenti (così come il cloud computing) consentono ai telefoni cellulari di farlo completare compiti più complessi, come riconoscere la crescita di un neo, che possono essere utilizzati a fini medici scopi. A livello collettivo, tutti i dati medici che stiamo creando con i nostri smartphone e sensori indossabili possono essere utilizzati per svelare misteri medici su vasta scala.

“La vera rivoluzione non viene dall’avere un archivio di dati medici sicuro e approfondito sul proprio smartphone”, afferma Topol, direttore dello Scripps Translational Science Institute. “Proviene dal cloud, dove possiamo combinare tutti i nostri dati individuali. Quando questa marea di dati sarà adeguatamente assemblata, integrata e analizzata, offrirà un enorme e nuovo potenziale a due livelli: l’individuo e la popolazione nel suo insieme. Una volta che tutti i nostri dati rilevanti saranno tracciati ed elaborati meccanicamente per individuare le tendenze e le interazioni complesse che nessuno potrebbe rilevare da solo, saremo in grado di prevenire molte malattie”.

E non sono solo gli smartphone e la medicina computazionale a convergere. Una miriade di campi e tecnologie diversi si stanno unendo, tra cui, ma non solo, le neuroscienze, l’editing genetico, la robotica, le cellule staminali, la stampa 3D e una miriade di altri.

Anche cose apparentemente separate, come il sequenziamento del DNA e le neuroscienze, si stanno unendo. Basta guardare come oggi diagnostichiamo la maggior parte dei disturbi cerebrali. Anni fa, la diagnosi di disturbi neurologici e psichiatrici richiedeva procedure costose e invasive come biopsie e prelievi spinali, ma grazie a moderne tecniche di sequenziamento del DNA sviluppate sulla scia del Progetto Genoma Umano, ora possiamo diagnosticare quelle stesse malattie con un semplice esame del sangue test. In questo caso, la nostra conoscenza della genetica ha contribuito a far progredire la nostra conoscenza delle neuroscienze – ed è esattamente questo il tipo di cosa impollinazione incrociata che sta accadendo sempre di più man mano che vari rami della medicina e della tecnologia diventano più avanzati.

Pagare per la salute, non per le cure

Il fatto è che, proprio come tutti questi progressi medici e tecnologici sono interconnessi, sono anche inspiegabilmente legati a cose come la politica, la legislazione, l’economia e persino la tradizione. Non tutto si muove al ritmo vertiginoso della scienza e della tecnologia, quindi è probabile che il progresso della medicina continui a un ritmo sostenuto Ad un ritmo sempre più veloce, è anche importante ricordare che l’implementazione di nuove tecniche mediche potrebbe non avvenire sempre così velocemente.

Un ostacolo particolarmente grosso che ne ostacola l’attuazione è l’attuale modello di tariffazione del servizio utilizzato dalla maggior parte dei sistemi sanitari. Con tale sistema, i medici ricevono un pagamento per ogni servizio che forniscono, che si tratti di una visita ambulatoriale, di un esame, di una procedura chirurgica o di qualsiasi altro tipo di servizio sanitario. Questo modello crea una sorta di conflitto di interessi, poiché incentiva l’uso dei trattamenti, non necessariamente mantenendo le persone in salute.

Come ha affermato il dottor Daniel Kraft, direttore esecutivo fondatore e presidente della Medicina Esponenziale presso la Singularity University spiega, questo problema strutturale sta effettivamente scoraggiando il passaggio a soluzioni mediche tecnologicamente più avanzate pratiche.

“Sono un pediatra”, spiega, “quindi se guadagno un po’ di soldi visitando bambini con infezioni alle orecchie, e ora posso mandarli a casa con un'app e un otoscopio digitale, ma non posso fatturarlo, non sarò incentivato a utilizzare questo nuovo ed efficace tecnologia."

Oto di CellScope utilizza la fotocamera del tuo smartphone per guardare nell'orecchio interno e inviare le immagini risultanti a un medico. (Credito: CellScope

Questo è un grosso problema, ma certamente non uno che non possa essere superato. Una cosa che probabilmente accelererà l’adozione di questi nuovi strumenti e metodi è il passaggio a ciò che è noto come “assistenza basata sul valore”. Come dice Kraft, “I medici in questo tipo di sistema sanitario verrebbero pagati per trattenerti più sano. Il loro incentivo sarebbe quello di tenerti fuori dall’ospedale una volta dimesso, di non essere pagato per fare ulteriori procedure o biopsie o prescrizioni”. In un sistema sanitario basato sul valore, spiega, “i medici e i team sanitari potrebbero ottenere dei bonus quando i pazienti lo hanno migliori valori di zucchero nel sangue, o meno visite al pronto soccorso non necessarie, oppure la loro pressione sanguigna viene monitorata utilizzando la pressione sanguigna collegata polsini."

La transizione dal nostro attuale modello a pagamento a un sistema di assistenza basato sul valore non avverrà da un giorno all’altro, ma sta accadendo. Una manciata di grandi organizzazioni mediche, come Kaiser Permanente e The Mayo Clinic, hanno iniziato ad abbracciare questo modello e la crescente disponibilità di moderne tecnologie di monitoraggio della salute stanno spingendo sempre più il cambiamento Di più.

“I modelli di dati stanno cambiando”, afferma Kraft. “Tra dieci anni, la stragrande maggioranza dell’assistenza sanitaria sarà pagata in base ai risultati, anche alcuni medici dispositivi, app e altri strumenti verranno pagati solo quando hanno funzionato, non solo perché un medico li ha prescritti loro. Se questo fa parte delle mie cure, e vengo premiato per risultati migliori o minori costi sanitari, è molto più probabile che abbraccerò questi strumenti più nuovi e più high-tech”.

Cosa c'è dietro l'angolo?

Quindi, tenendo presente il ritmo esponenziale del progresso in campi come l’editing genetico, l’impollinazione incrociata di campi diversi e gli ostacoli impedendoci di adottare nuove tecnologie con la stessa rapidità con cui progrediscono: quali cambiamenti dovremmo aspettarci di vedere in medicina nei prossimi 10 anni? anni?

Probabilmente, la risposta più facilmente digeribile a questa domanda viene dal Dr. Leroy Hood e dalla sua idea di medicina P4, in cui la P sta per: predittiva, preventiva, personalizzata e partecipativa.

Nel corso del prossimo decennio, la medicina diventerà sempre più di natura predittiva. Man mano che sempre più persone abbracciano la propria capacità di registrare e tenere traccia dei dati sanitari e man mano che la portata di tali dati si amplia e la nostra capacità di analizzare tali dati diventa sempre più forte, saremo in grado di anticipare un'ampia gamma di aspetti diversi malattia. Oggi abbiamo un'app che può dirti quando un neo è a rischio di diventare melanoma maligno. Domani avremo app che analizzano i modelli dell'andatura per individuare i primi segni della sclerosi multipla o per analizzare il tuo abitudini alimentari negli ultimi tre anni e farti sapere (con una notifica amichevole, ovviamente) che sei sulla buona strada diabete.

Queste capacità predittive, ovviamente, si basano anche sull’idea che nei prossimi anni la medicina diventerà sempre più partecipativa. Con il progresso della tecnologia, i pazienti svolgeranno un ruolo più attivo nella propria assistenza sanitaria, collaborando con i medici invece di limitarsi a prendere ordini.

"Tra 10 anni", afferma Kraft, "spero che avrai già caricato i tuoi segni vitali recenti, dal tuo orologio o dal tuo materasso, o il tuo misuratore di pressione sanguigna, o il tuo glucometro - nella tua cartella clinica elettronica, di cui dispone il tuo team medico accesso a. E si spera che ciò significhi che il tuo team medico non ha bisogno di monitorare i segni vitali, ma quando qualcosa sembra storto e il la macchina e i “predicatlyitcs” percepiscono che ci sono problemi, il tuo team sanitario – o avatar digitale – può contattarti Presto. Spero che molti più pazienti abbiano il potere di essere, se non l'amministratore delegato della propria salute, almeno il direttore operativo, quindi sono monitorare la propria salute in modi più intelligenti e sono più copiloti nelle loro cure invece di aspettare semplicemente di sapere cosa fare e cosa fare reattivo."

In definitiva, questo passaggio a un sistema di medicina più partecipativo, personalizzato e predittivo aumenterà in primo luogo la nostra capacità di prevenire il verificarsi delle malattie. Se il tuo braccialetto per il monitoraggio della dieta può sincronizzarsi con il tuo frigorifero intelligente e determinare che hai mangiato cibi con un'elevata quantità di sodio, il tuo L’assistente sanitario digitale basato sull’intelligenza artificiale potrebbe consigliare cambiamenti nella dieta che, a lungo termine, potrebbero aiutarti a evitare di sviluppare malattie cardiache per anni Dopo.

Sembra strano da dire, ma se continuiamo sulla nostra traiettoria attuale, il prossimo futuro della medicina potrebbe effettivamente essere un futuro in cui non avremo bisogno di prendere medicine.