Viitorul medicinei: celule stem, tehnologie genetică, ADN personalizat

În vara lui 2008, am observat o aluniță pe brațul meu care părea să devină mai mare.

Era greu de spus, totuși. Nu eram sigur dacă a crescut cu adevărat – sau dacă eram pur și simplu speriat și eram ipohondriac fără un motiv întemeiat – așa că am decis să-l verific. Pentru a face acest lucru, am cerut să sun la o clinică, să stabilesc o întâlnire, să aștept câteva zile și apoi să conduc la cabinetul medicului. Odată ce am fost acolo, o femeie cu mai mult de opt ani de studii medicale de specialitate se uită lung și dur la aluniță și mi-a pus o serie de întrebări despre asta - dar când totul a fost spus și făcut, ea nu a avut un răspuns definitiv pentru pe mine. În schimb, ea doar m-a îndrumat către un alt doctor care avea mai multă experiență cu melanomul și întregul proces a început din nou.

A ajuns să nu fie nimic, dar al doilea medic mi-a spus să fiu cu ochii pe ea doar pentru a fi în siguranță. Înainta rapid cu opt ani și încă sunt cu ochii pe ei - dar metodele mele au devenit puțin mai sofisticate. Acum, la fiecare câteva luni, trag un smartphone din buzunar, lansez o aplicație numită SkinVision, și faceți o poză cu alunița. În câteva secunde, aplicația folosește algoritmi avansați de recunoaștere a imaginii pentru a analiza forma, dimensiunea și culoarea zona afectată, apoi o compară cu toate fotografiile pe care le-am făcut în trecut pentru a-mi evalua riscul melanom.

Cu ajutorul tehnologiei, ceva care mi-a luat odată două săptămâni și mai multe vizite la medic poate fi acum efectuat în mai puțin timp decât îmi ia să-mi leg pantofii. Încă mă supără faptul că o astfel de transformare radicală a durat mai puțin de un deceniu, așa că acum, de fiecare dată când pornesc aplicația, nu pot să nu mă întreb ce fel de progrese vom vedea în următorul deceniu.

Peste zece ani, cum va arăta medicina? Vom fi operați de chirurgi roboti, vom crește noi organe la cerere și vom lua pastile miraculoase care ne atenuează toate afecțiunile? Se vor vindeca cele mai mortale boli ale lumii sau ne vom da seama cum să le prevenim înainte ca acestea să apară în primul rând? Este ușor să speculăm ce se va întâmpla în viitorul îndepărtat, dar cum rămâne cu viitorul apropiat? Ce lucruri minunate vor fi posibile – în mod realist – în 2026?

Pentru a înțelege, mai întâi trebuie să priviți înapoi la schimbările tectonice care au avut loc în ultimii 10 ani și vor continua să se răspândească în viitor. Iată cum tehnologia a remodelat radical medicina în decursul ultimului deceniu și o privire la unele dintre progresele uimitoare care vor avea loc în următorul deceniu.

Internetul sănătății

În 2006, nimeni nu avea un smartphone în buzunar. Web-ul fără fir abia se născuse, iPhone-ul nu fusese lansat, iar „tehnologia purtabilă” nici măcar nu făcea parte din popularul popular. Sunt doar 10 ani mai târziu și toate aceste lucruri sunt practic omniprezente în lumea dezvoltată.

Spre deosebire de orice altă perioadă din istoria omenirii, oamenii se plimbă acum cu computere pline de senzori, conectate la internet, mai mult sau mai puțin atașate de corpul lor. Aceste computere ne permit nu numai să accesăm o lume de informații despre sănătate ori de câte ori avem nevoie, ci și să ne urmărim sănătatea personală în moduri noi fără precedent.

Chiar și un smartphone ieftin vă poate verifica ritmul cardiac, număra numărul de pași pe care îi faceți sau vă poate monitoriza calitatea somnului pe timp de noapte. Dacă aveți nevoie de ceva mai avansat, există și nenumărate atașamente disponibile care vă pot transforma dispozitivul mobil în aproape orice instrument medical de care ați putea avea nevoie vreodată. A otoscop alimentat de smartphone poate diagnostica infecțiile urechii, a stetoscop inteligent poate identifica ritmuri cardiace neobișnuite și a spectrometru molecular conectat la smartphone vă poate spune compoziția chimică a oricăror alimente sau pastile pe care le întâlniți. Și asta doar pentru a numi câteva.

Aplicația SkinVision poate ține evidența unei alunițe de piele în timp pentru a calcula riscul ca acesta să fie melanom. (Credit: SkinVision)

Această abundență incredibilă de aplicații, senzori și informații a declanșat deja o schimbare majoră de la practicile medicale tradiționale.

„Practic, ceea ce vedem este digitizarea ființelor umane”, spune dr. Eric Topol, cardiolog și director al Institutului de Științe Translaționale Scripps. „Toate aceste noi instrumente vă oferă capacitatea de a cuantifica și digitaliza esența medicală a fiecărei ființe umane. Și din moment ce pacienții generează ei înșiși majoritatea acestor date, deoarece smartphone-urile lor sunt medicalizate, atunci ei ocupă centrul atenției în locul medicului. Și cu algoritmi inteligenți care îi ajută să-și interpreteze datele, ei pot, dacă doresc, să devină emancipați din lumea închisă a asistenței medicale tradiționale.”

Privind spre viitor, Topol crede că smartphone-urile vor transforma radical rolul pe care medicii umani îl joacă în sistemul de sănătate. „Aceste instrumente pot reduce utilizarea medicilor, pot reduce costurile, pot accelera ritmul îngrijirii și pot oferi mai multă putere pacienților”, explică el. „Pe măsură ce mai multe date medicale sunt generate de pacienți și procesate de computere, multe dintre aspectele de diagnostic și monitorizare ale medicinii se vor îndepărta de la medici. Pacientul va începe să preia conducerea, apelând în principal la medici pentru tratament, îndrumare, înțelepciune și experiență. Acești medici nu vor scrie ordine; vor oferi sfaturi.”

Medicină, cunoașteți informatica

Calculatoarele au o istorie lungă în domeniul medicinei. Spitalele le folosesc pentru a urmări dosarele medicale și pentru a monitoriza pacienții din anii 1950, dar medicina computațională - adică, folosind modele de computer și software sofisticat pentru a afla cum se dezvoltă boala - există doar de o perioadă relativ scurtă timp. Abia în ultimul deceniu, când computerele au devenit drastic mai puternice și mai accesibile, domeniul medicinei computaționale a început cu adevărat să descopere.

Dr. Raimond Winslow, director al Institutului de Medicină Computațională al Universității Johns Hopkins, care a fost fondat în 2005, spune că în ultimii ani, „domeniul a explodat. Există o comunitate complet nouă de oameni care sunt instruiți în matematică, informatică și inginerie - și sunt, de asemenea, formați încrucișat în biologie. Acest lucru le permite să aducă o perspectivă cu totul nouă diagnosticului și tratamentului medical.”

Acum, în loc să ne deducăm doar întrebări medicale complexe cu puterea noastră limitată a creierului uman, am început să înrogăm ajutorul mașinilor pentru a analiza cantități mari de date, a recunoaște tipare și a face predicții pe care nici un medic uman nu le-ar putea face bânză.

„A privi boala prin prisma biologiei tradiționale este ca și cum ai încerca să asamblați un puzzle foarte complex cu un număr mare de piese”, explică Winslow. „Rezultatul poate fi o imagine foarte incompletă. Medicina computațională vă poate ajuta să vedeți cum se potrivesc piesele puzzle-ului pentru a oferi o imagine mai holistică. S-ar putea să nu avem niciodată toate piesele lipsă, dar vom ajunge cu o perspectivă mult mai clară a cauzelor bolii și a modului de tratare a acesteia.”

Într-un timp relativ scurt, medicina computațională a fost folosită pentru a realiza niște lucruri destul de incredibile - cum ar fi identificarea markerilor genici și proteici ai cancerului colorectal, cancerului ovarian și a unui număr de boli cardiovasculare. boli.

În ultimul timp, domeniul a început chiar să se extindă dincolo de modelarea bolii. Pe măsură ce puterile noastre de calcul s-au extins de-a lungul anilor, modurile în care oamenii de știință folosesc aceste puteri s-au extins și ele. Oamenii de știință folosesc acum tehnologii precum algoritmii de învățare profundă și inteligența artificială pentru a extrage informații din surse care altfel sunt inutile sau inaccesibile.

Să luăm, de exemplu, dr. Gunnar Rätcsh de la Memorial Sloan Kettering Cancer Center. El și echipa sa au folosit recent calculul pentru a dezvălui misterele cancerului într-un mod total neortodox. În loc să construiască un model al bolii pentru a o înțelege la nivel biologic, Rätcsh și echipa sa au construit un program software inteligent artificial capabil să citească și să înțeleagă sute de milioane de doctori note. Comparând aceste note și analizând relațiile dintre simptomele pacientului, istoricul medical, observațiile medicilor și diferite cursuri de tratament, programul a reușit să găsească conexiuni și asocieri pe care medicii umani ar putea să nu le aibă observat.

„Mintea umană este limitată”, explică Rätsch, „de aceea trebuie să folosiți statistica și informatica.”

Și Ratsch nu este singurul care gândește în afara cutiei. Cu computere noi puternice, tone de date noi și o multitudine de abordări noi inteligente, cercetătorii gătesc modalități complet diferite de a aborda probleme medicale complexe.

De exemplu, cercetătorii au dezvoltat recent un algoritm de învățare automată care urmărește răspândirea bolii, verificând Twitter pentru a găsi tweeturi geoetichetate despre a fi bolnav. Analizând aceste date, epidemiologii pot prezice cu mai multă acuratețe unde se pot răspândi viruși precum gripa, ceea ce îi ajută pe oficialii din domeniul sănătății să implementeze vaccinuri mai eficient.

Într-un alt studiu, cercetătorii au antrenat o rețea neuronală artificială pentru a recunoaște modele în scanările RMN, ceea ce a dus în cele din urmă la o sistem care nu numai că ar putea detecta prezența Alzheimer, ci și să prezică când boala ar putea apărea într-un mediu altfel sănătos. rabdator.

Avem și algoritmi care pot diagnosticați depresia și anxietatea prin analizarea tiparelor din vorbirea dvs. și chiar prezice răspândirea Ebola prin analiza activităţii migratoare a liliecilor infectaţi. Și lista continuă. Acestea sunt doar câteva exemple ale unei tendințe mai mari. Computingul a invadat zeci de profesii medicale diferite în acest moment și va continua să își întindă degetele până când va ajunge la fiecare colț al cercetării și practicii medicale.

Editarea genelor

Orice discuție despre cele mai semnificative progrese care au avut loc în ultimii 10 ani ar fi teribil de incompletă fără mențiunea CRISPR-Cas9. Această tehnică unică este, fără îndoială, una dintre cele mai mari realizări ale timpului nostru și va avea un efect profund asupra viitorului medicinei.

Pentru cei neinițiați, CRISPR-Cas9 este o tehnică de editare a genomului care permite oamenilor de știință să editeze gene cu o precizie, eficiență și flexibilitate fără precedent. A fost dezvoltat în 2012 și de atunci a străbătut domeniul biologiei ca un incendiu.

Acronimul CRISPR înseamnă Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Probabil că asta nu înseamnă mare lucru pentru tine decât dacă ești biolog, dar pe scurt, se referă la o imunitate adaptivă. sistem pe care microbii îl folosesc pentru a se apăra împotriva virusurilor invadatoare prin înregistrarea și țintirea ADN-ului lor secvente. Cu câțiva ani în urmă, oamenii de știință și-au dat seama că această tehnică ar putea fi reutilizată într-o tehnică simplă și fiabilă pentru editarea - în celulele vii, nu mai puțin - genomul aproape oricărui organism.

Acum, pentru a fi corect, CRISPR nu este primul instrument de editare a genomului care a fost creat vreodată. Mai devreme, oamenii de știință puteau edita gene cu procese precum TALENS și nucleaze cu degete de zinc. Aceste tehnici anterioare, totuși, nu țin o lumânare față de simplitatea CRISPR. Ambele necesită ca oamenii de știință să construiască proteine ​​personalizate pentru fiecare țintă de ADN - un proces care necesită mult mai mult timp și efort decât programarea ARN relativ simplă pe care o folosește CRISPR.

„Am putea face toate aceste lucruri de inginerie genetică înainte”, explică Josiah Zayner, biohacker și biolog, „dar Lucrurile anterioare pe care oamenii le foloseau, cum ar fi nucleazele degete de zinc și TALENS, au trebuit să fie concepute pe o proteină nivel. Așa că, dacă ai vrea să creezi ceva pentru o anumită genă, ți-ar lua aproximativ șase luni să construiești proteinele pentru a lega ADN-ul. Cu CRISPR, dacă vreau să fac un nou experiment CRISPR, aș putea să intru online, să merg la una dintre aceste companii de sinteză ADN, să comand 100 de lucruri diferite, iar mâine aș putea să-mi fac experimentele. Așa că a trecut de la șase luni până la, ei bine – unele dintre aceste companii sunt livrate peste noapte acum – așa că nu numai că puteți face cercetări de 100 de ori mai multe, ci și de 100 de ori mai repede decât înainte.”

Mai simplu spus, CRISPR a eliminat unele dintre cele mai mari obstacole care stau în fața cercetătorilor ADN din întreaga lume. Porțile sunt acum deschise și oricine poate face editarea genelor.

În deceniul care a precedat dezvoltarea tehnicii CRISPR-Cas9, CRISPR a fost menționat în publicațiile științifice de doar 200 de ori. Numărul s-a triplat doar în 2014 și nu vedem semne de încetinire în curând.

Numai în ultimii doi ani, cercetătorii au folosit cu succes CRISPR pentru proiectare culturi care sunt imune la anumite boli fungice, eradica HIV-1 din celulele de șoarece infectate și chiar efectuează ingineria genomului la scară largă.

Și acesta este doar începutul. În timp ce scriu aceste cuvinte, primele încercări de editare genetică la oameni sunt de fapt în desfășurare. În august, un grup de cercetători chinezi va încerca să trateze un pacient cu cancer prin injectarea persoanei cu celule modificate folosind metoda CRISPR-Cas9. Mai precis, echipa plănuiește să preleve celule albe din sânge de la pacienții cu un anumit tip de plămân cancer, editați acele celule astfel încât să atace cancerul și apoi reintroduceți-le înapoi în cel al pacientului corp. Dacă totul decurge conform planului, celulele proiectate vor vâna și ucide celulele canceroase, iar pacientul își va reveni complet.

O serie de studii de succes pe animale sugerează că CRISPR are un potențial uriaș în tratamentul bolilor umane. Dar, fără îndoială, cel mai mare punct forte al CRISPR nu este faptul că este atât de simplu și eficient - este că tehnica a devenit atât de accesibilă încât toată lumea o poate folosi.

În acest moment, datorită unui startup de aprovizionare cu biotehnologie din California, oricine are 140 USD poate pune mâna pe un kit-ul CRISPR făcut-o singur și începeți să efectuați experimente de bază de editare genetică chiar în bucătărie tejghea. Zayner, fondatorul companiei, speră că punerea acestor instrumente în mâinile oamenilor de știință cetățeni va spori cunoștințele noastre colective despre ADN într-un mod imens.

„Există atât de mulți oameni acolo cu toate aceste cunoștințe și abilități și creativitate și abilități care nu sunt utilizate”, a spus Zayner. „Am citit undeva că în lume există peste 7 milioane de programatori pasionați de calculatoare în acest moment – ​​ceea ce este o nebunie când te gândești că în 1970 abia erau destui pentru a umple un garaj. Dar când vine vorba de inginerie genetică și ADN, lucrăm la aceste lucruri de mai mult timp, sau cel puțin la fel de mult atâta timp cât au existat computerele, totuși probabil că sunt doar câteva mii de oameni de știință pasionați experimente. Asta vreau să schimb. Unde ar fi lumea noastră medicală dacă ar exista 7 milioane de biologi pasionați?”

Medicina regenerativă crește

În 1981, doi oameni de știință din Marea Britanie au făcut o descoperire masivă. Pentru prima dată, au reușit să crească celule stem embrionare într-un laborator. Celulele stem - chitul celular din care sunt făcute toate țesuturile corpului - au o listă aproape nesfârșită de potențiale aplicații medicale și, de la descoperirea lor, oamenii de știință le-au cântat laude. De ani de zile, ni s-a spus că cercetarea cu celule stem va introduce un viitor în care vom putea reface țesuturi, organe și chiar membre întregi. Dar, deși le cunoaștem de mult potențialul, abia de curând ne-am dat seama cum să folosim cu adevărat celulele stem în avantajul nostru colectiv.

Chestia este că am lovit câteva blocaje pe drum. După ce celulele stem de șoarece au fost cultivate pentru prima dată în 1981, a fost nevoie de încă 18 ani pentru ca oamenii de știință să izoleze cu succes celulele stem embrionare umane și să le crească într-un laborator. Când acest lucru s-a întâmplat în sfârșit, a fost acceptat universal ca o realizare monumentală - dar această nouă tehnologie nu a fost întâmpinată cu brațele deschise de autoritățile de reglementare.

În 2001, administrația Bush a impus limite paralizante pentru finanțarea cercetării cu celule stem umane în SUA, pe motiv că crearea de celule stem celulele au necesitat distrugerea unui embrion uman (dezbaterile despre avort și unde începe sau nu viața au fost foarte cunoscute la timp). Acest lucru nu a împiedicat progresul să se întâmple în alte părți ale lumii. În 2006, un om de știință japonez pe nume Shinya Yamanaka a dezvoltat o modalitate de a face celule asemănătoare embrionare. din celule adulte - evitând astfel necesitatea de a distruge un embrion pentru a face tulpina utilizabilă și versatilă celule.

Celulele stem le oferă oamenilor de știință o modalitate de a regenera țesutul care se credea că a fost pierdut pentru totdeauna. (Credit: Juan Gärtner/123RF)

Din acel moment, cercetarea celulelor stem a crescut ca, ei bine, celulele stem. La trei ani după soluția de soluție a celulelor stem pluripotente a lui Yamanaka în 2006, administrația Obama a ridicat restricțiile de finanțare ale administrației Bush din 2001 impuse cercetării cu celule stem. Dintr-o dată, porțile s-au deschis și practic în fiecare an de atunci s-a înregistrat un fel de descoperire majoră în medicina regenerativă.

În 2010, pentru prima dată, oamenii de știință au folosit celule stem embrionare umane pentru a trata o persoană cu o leziune a măduvei spinării. În 2012, acestea au fost utilizate cu succes într-un proces diferit pentru a trata o femeie cu degenerescență maculară legată de vârstă. Și descoperirile continuă să vină. Până în prezent, terapiile legate de celulele stem au fost utilizate (sau sunt investigate) pentru: diabet, boala Parkinson, Alzheimer, repararea leziunilor cerebrale traumatice, recreșterea dinților, repararea auzului, vindecarea rănilor și chiar tratamentul anumitor procese de învățare dizabilități.

În ultimii doi ani, cercetătorii au început chiar să exploreze modalități de a utiliza celulele stem împreună cu metode de fabricație aditivă – care a dat naștere tehnicii de ultimă oră cunoscută sub numele de 3D bioprintare. Folosind imprimante 3D pentru a crea schele pe care pot fi plantate celule stem, oamenii de știință au făcut progrese mari în creșterea de noi membre, țesuturi și organe în afara corpului uman. Speranța este că într-o zi vom ajunge la un punct în care putem imprima piese de schimb în aceste mașini și apoi transplantați-le ulterior, reducând sau eliminând astfel dependența noastră de organe, membre și țesuturi donatori. Această tehnică este încă în stadiu incipient în acest moment, dar este și un exemplu minunat al modului în care le plac științele naturale biologia poate fuziona și poate beneficia de evoluțiile tehnologice care au loc în afara limitelor tradiționale medicament.

Epoca de aur a neuroștiinței

În 2014, când renumitul fizician și futurist Michio Kaku afirmat celebru că „am învățat mai multe despre creierul gânditor în ultimii 10 până la 15 ani decât în ​​toată istoria omenirii”, el nu întindea adevărul. Mănunchiul cărnos de neuroni cu pulsații electrice din interiorul craniilor noastre a nedumerit oamenii de știință de secole, dar mulțumită în mare parte pentru progrese în tehnologiile de calcul, detecție și imagistică, înțelegerea noastră a creierului uman s-a extins dramatic în ultimii câteva ani.

O serie de noi tehnologii de imagistică și scanare dezvoltate de-a lungul ultimelor decenii au permis oamenilor de știință să observe creierul ca niciodată. Acum putem vedea gânduri, emoții, puncte fierbinți și zone moarte în interiorul creierului viu și apoi începem procesul de descifrare a acestor gânduri folosind computere puternice.

Acest lucru are implicații uriașe pentru viitorul medicinei. Bolile mintale și deficiențele neurologice sunt principala cauză a dizabilității în SUA și în multe alte țări dezvoltate. Potrivit Alianței Naționale pentru Bolile Mintale, aproximativ 1 din 5 persoane suferă de un fel de problemă de sănătate mintală. Dar datorită mai multor tehnologii noi care s-au concretizat în ultimul deceniu, învățăm rapid cum să tratăm totul, de la boli neurodegenerative, cum ar fi Alzheimer și SLA, până la afecțiuni mai derutante, cum ar fi autismul și schizofrenie.

O dezvoltare deosebit de promițătoare care a apărut recent este apariția optogeneticii - o tehnică care permite oamenilor de știință să pornească sau să oprească neuronii individuali cu ajutorul luminii. Înainte ca această metodă să fie perfecționată, procedurile standard pentru activarea sau oprirea rețelelor neuronale erau relativ brute. Pentru a determina ce grup de neuroni ajută șoarecii să navigheze în labirinturi, de exemplu, oamenii de știință ar introduce electrozii direct în țesutul creierului unui șoarece, le dau o mică zguduire și stimulează mii de neuroni la un moment dat. Această metodă a fost destul de imprecisă, ceea ce a făcut ca colectarea de date utile să fie destul de dificilă, dar cu optogenetică, oamenii de știință pot acum plasa molecule sensibile la lumină în anumite celule cerebrale și să le manipuleze individual - ceea ce face mult mai ușor să se determine rolul pe care un neuron (sau o rețea de neuroni) îl joacă în comportament, emoție sau boala.

Optogenetica le permite oamenilor de știință să aprindă și să oprească celulele creierului în mod individual cu lumină. (Credit: Laboratorul Robinson)

Oamenii în neuroștiință din întreaga lume au îmbrățișat acum tehnica. „În ultimul deceniu, sute de grupuri de cercetare au folosit optogenetica pentru a afla cum contribuie diverse rețele de neuroni la comportament. percepție și cogniție”, spune Ed Boyden, profesor de inginerie biologică la Institutul de Tehnologie din Massachusetts și co-inventator al optogenetica. „În viitor, optogenetica ne va permite să descifrăm atât modul în care diferitele celule ale creierului provoacă sentimente, gânduri și mișcări, cât și modul în care acestea pot da greș pentru a produce diverse tulburări psihiatrice.”

Unind punctele

Din toate punctele de vedere, ultimii 10 ani au fost un vârtej de progres medical – dar pentru a înțelege cum ar putea progresa medicina în următorii 10 ani, este important să înțelegeți nu numai cât de repede au progresat aceste buzunare de medicamente în mod individual, ci și cum încep să converge, să se unească și să se polenizeze reciproc. Toate progresele medicale incredibile și schimbările majore discutate mai devreme nu există în vid. Ele nu sunt îndepărtate unul de celălalt sau de alte progrese care au loc în afara lumii medicinei. În schimb, multe dintre ele fuzionează într-un mod extrem de sinergic, ceea ce în cele din urmă stimulează și mai mult ritmul general al progresului medical.

Convergența continuă a medicinei computaționale și a tehnologiei mobile este un exemplu evident, care are loc la două scări diferite. La nivel personal, procesoarele din ce în ce mai puternice (precum și cloud computing) permit telefoanelor mobile finalizați sarcini mai complexe - cum ar fi recunoașterea creșterii unei alunițe - care pot fi folosite în scopuri medicale scopuri. La nivel colectiv, toate datele medicale pe care le creăm cu smartphone-urile noastre și senzorii portabili pot fi folosite pentru a dezvălui misterele medicale la scară masivă.

„Adevărata revoluție nu vine din a avea propriul depozit de date medicale securizate și aprofundate pe smartphone”, spune Topol, directorul Scripps Translational Science Institute. „Vine din cloud, unde putem combina toate datele noastre individuale. Atunci când acest val de date este asamblat, integrat și analizat în mod corespunzător, va oferi un potențial uriaș și nou la două niveluri - individul și populația în ansamblu. Odată ce toate datele noastre relevante sunt urmărite și procesate de mașină pentru a identifica tendințele complexe și interacțiunile pe care nimeni nu le-ar putea detecta singur, vom putea preveni multe boli.”

Și nu doar smartphone-urile și medicina computațională converg. O multitudine de domenii și tehnologii diferite se reunesc - inclusiv, dar fără a se limita la, neuroștiință, editarea genelor, robotică, celule stem, imprimare 3D și o mulțime de altele.

Chiar și lucruri care aparent sunt oarecum separate - cum ar fi secvențierea ADN-ului și neuroștiința - vin împreună. Uită-te la modul în care diagnosticăm cele mai multe tulburări ale creierului acum. Cu ani în urmă, diagnosticarea tulburărilor neurologice și psihiatrice a necesitat proceduri costisitoare și invazive, cum ar fi biopsii și punții spinale - dar datorită tehnici moderne de secvențiere ADN care au fost dezvoltate în urma Proiectului genomului uman, acum putem diagnostica aceleași boli cu un simplu sânge. Test. În acest caz, cunoștințele noastre despre genetică ne-au ajutat să progresăm cunoștințele noastre despre neuroștiință - și este exact acest tip de polenizarea încrucișată care are loc din ce în ce mai mult pe măsură ce diferite ramuri ale medicinei și tehnologiei devin din ce în ce mai avansate.

Plătește pentru sănătate, nu pentru tratament

Chestia este că, așa cum toate aceste progrese medicale și tehnologice sunt interconectate, ele sunt, de asemenea, legate în mod inexplicabil de lucruri precum politică, legislație, economie și chiar tradiție. Nu totul se mișcă în ritmul vertiginos al științei și tehnologiei, așa că, în timp ce progresul medicinei este probabil să continue la un ritm din ce în ce mai rapid, este, de asemenea, important să ne amintim că implementarea noilor tehnici medicale ar putea să nu aibă loc întotdeauna repede.

Un obstacol deosebit de mare în calea implementării este modelul actual de taxă pentru serviciu utilizat de majoritatea sistemelor de sănătate. În cadrul unui astfel de sistem, medicii primesc plată pentru fiecare serviciu pe care îl oferă - fie că este vorba despre o vizită la cabinet, un test, o procedură chirurgicală sau orice alt tip de serviciu de sănătate. Acest model creează un fel de conflict de interese, deoarece stimulează utilizarea tratamentelor, nu menținând neapărat oamenii sănătoși.

În calitate de Dr. Daniel Kraft, director executiv fondator și președinte al Medicinei Exponențiale la Universitatea Singularity, explică, această problemă structurală descurajează în mod efectiv trecerea la un sistem medical mai avansat din punct de vedere tehnologic practici.

„Sunt medic pediatru”, explică el, „deci, dacă îmi fac o parte din banii văzând copii cu infecții ale urechii și acum îi pot trimite acasă cu o aplicație și un otoscop digital - dar nu pot factura pentru asta - nu voi fi stimulat să folosesc acest nou, mai eficient tehnologie."

Oto by CellScope folosește camera smartphone-ului dvs. pentru a privi în urechea internă și a trimite imaginile rezultate unui medic. (Credit: CellScope

Aceasta este o mare problemă, dar cu siguranță nu una care nu poate fi depășită. Un lucru care va accelera probabil adoptarea acestor noi instrumente și metode este trecerea la ceea ce se numește „îngrijire bazată pe valoare”. După cum spune Kraft, „Medicii din acest tip de sistem de sănătate ar fi plătiți pentru a vă păstra mai sanatos. Stimulul lor ar fi să te țină departe de spital când te-au externat, să nu fii plătit pentru a face mai multe proceduri sau biopsii sau prescripții.” Într-un sistem de îngrijire a sănătății bazat pe valori, el explică „medicii și echipele de îngrijire a sănătății ar putea primi bonusuri atunci când pacienții au valori mai bune ale zahărului din sânge sau mai puține vizite la urgență care nu au fost necesare sau tensiunea arterială este monitorizată folosind tensiunea arterială conectată manșete.”

Tranziția de la modelul nostru actual de taxă pentru serviciu la un sistem de îngrijire bazat pe valoare nu se va întâmpla peste noapte, dar se întâmplă. O mână de organizații medicale mari, cum ar fi Kaiser Permanente și Clinica Mayo, au început să îmbrățișeze acest model și disponibilitatea tot mai mare a tehnologiilor moderne de urmărire a sănătății presează mai mult schimbarea și Mai mult.

„Modelele de date se schimbă”, spune Kraft. „Peste zece ani, marea majoritate a asistenței medicale va fi plătită în funcție de rezultat – chiar și unele dispozitivele și aplicațiile și alte instrumente vor fi plătite numai atunci când au funcționat, nu doar pentru că un medic a prescris lor. Dacă asta face parte din îngrijirea mea și sunt premiat pentru rezultate mai bune sau costuri mai mici de îngrijire a sănătății, este mult mai probabil să îmbrățișez aceste instrumente mai noi, mai de înaltă tehnologie.”

Ce este după colț?

Așadar, ținând cont de ritmul exponențial al progresului în domenii precum editarea genelor, polenizarea încrucișată a diferitelor câmpuri și obstacolele împiedicându-ne să adoptăm noi tehnologii la fel de repede pe măsură ce acestea progresează - la ce schimbări ar trebui să ne așteptăm să vedem în medicină în următoarele 10 ani?

Probabil că răspunsul cel mai ușor de digerat la această întrebare vine de la Dr. Leroy Hood și ideea sa despre medicina P4, în care P reprezintă: predictiv, preventiv, personalizat și participativ.

Pe parcursul următorului deceniu, medicina va deveni din ce în ce mai predictivă. Pe măsură ce tot mai mulți oameni își îmbrățișează capacitatea de a înregistra și urmări datele de sănătate și pe măsură ce sfera acestor date se lărgește și capacitatea noastră de a analiza acele date devine din ce în ce mai puternică, vom putea anticipa o gamă largă de diferite boli. Astăzi, avem o aplicație care vă poate spune când o aluniță riscă să devină melanom malign. Mâine, vom avea aplicații care analizează tiparele de mers pentru a găsi semnele timpurii ale sclerozei multiple sau să se uite înapoi la dvs. obiceiurile alimentare din ultimii trei ani și vă anunță (cu o notificare prietenoasă, desigur) că sunteți pe drumul cel bun pentru Diabet.

Aceste abilități predictive, desigur, se bazează și pe ideea că medicina va deveni din ce în ce mai participativă în următorii câțiva ani. Pe măsură ce tehnologia progresează, pacienții vor juca un rol mai activ în propria îngrijire a sănătății, colaborând cu medicii în loc să preia doar comenzi.

„Peste 10 ani”, spune Kraft, „sper că veți fi încărcat deja semnele vitale recente – din ceas sau salteaua, sau cititorul de tensiune arterială, sau glucometrul - în fișa dumneavoastră medicală electronică, pe care echipa dumneavoastră medicală le are acces la. Și sperăm că asta înseamnă că echipa ta medicală nu trebuie să urmărească semnele vitale, dar când ceva pare în neregulă și mașina și „predicatlyitcs” simt că există probleme, echipa dumneavoastră de îngrijire a sănătății – sau avatarul digital – vă poate contacta din timp. Sper că mult mai mulți pacienți sunt mai împuterniciți să fie, dacă nu directorul sănătății lor, atunci cel puțin COO - deci sunt urmăresc sănătatea lor în moduri mai inteligente și sunt mai mulți copiloți în grija lor, în loc să aștepte doar să audă ce să facă și sunt reactiv."

În cele din urmă, această trecere la un sistem de medicină mai participativ, personalizat și predictiv ne va spori capacitatea de a preveni apariția bolii în primul rând. Dacă brățara dvs. de urmărire a dietei se poate sincroniza cu frigiderul inteligent și poate determina că ați consumat alimente cu o cantitate mare de sodiu, Asistentul digital de sănătate alimentat de inteligență artificială ar putea recomanda modificări ale dietei care, pe termen lung, vă vor ajuta să evitați dezvoltarea bolilor de inimă ani mai tarziu.

Sună amuzant de spus, dar dacă ne continuăm traiectoria actuală, viitorul apropiat al medicinei ar putea fi de fapt un viitor în care nu trebuie să luăm medicamente.