Prihodnost medicine: matične celice, genska tehnologija, DNK po meri

Poleti 2008 sem na roki opazil madež, ki se je zdel vse večji.

Vendar je bilo težko reči. Nisem bil prepričan, ali je dejansko zrasel - ali pa sem samo prestrašen in sem hipohonder brez pravega razloga - zato sem se odločil, da ga dam preveriti. Za to sem moral poklicati kliniko, se dogovoriti za termin, počakati nekaj dni in se nato odpeljati do zdravniške ordinacije. Ko sem bil tam, je ženska z več kot osemletno specializirano medicinsko izobrazbo dolgo in trdo pogledala madež in mi postavila vrsto vprašanj o tem – a ko je bilo vse povedano in storjeno, ni imela dokončnega odgovora jaz. Namesto tega me je samo napotila k drugemu zdravniku, ki je imel več izkušenj z melanomom, in celoten proces se je začel znova.

Na koncu ni bilo nič, toda drugi zdravnik mi je rekel, naj pazim na to, da bo varno. Hitro naprej osem let in še vedno pazim na to - vendar so moje metode postale nekoliko bolj prefinjene. Zdaj vsakih nekaj mesecev potegnem a

pametni telefon iz svojega žepa zaženem aplikacijo, imenovano SkinVision, in posnemite sliko madeža. V nekaj sekundah aplikacija uporabi napredne algoritme za prepoznavanje slik za analizo oblike, velikosti in barve prizadeto območje, nato pa ga primerja z vsemi slikami, ki sem jih posnel v preteklosti, da ocenim svoje tveganje melanom.

S pomočjo tehnologije lahko nekaj, za kar sem nekoč potreboval dva tedna in večkratne obiske pri zdravniku, zdaj opravim v krajšem času, kot potrebujem, da si zavežem čevlje. Še vedno mi gre na pamet, da je tako radikalna preobrazba trajala manj kot desetletje, tako da zdaj, vsakič, ko zaženem aplikacijo, si ne morem kaj, da se ne bi vprašal, kakšen napredek bomo videli v naslednjem desetletju.

Kakšna bo medicina čez deset let? Nas bodo operirali robotski kirurgi, gojili nove organe na zahtevo in jemali čudežne tablete, ki lajšajo vse naše tegobe? Bodo najbolj smrtonosne bolezni na svetu ozdravljene ali bomo ugotovili, kako jih preprečiti, preden se sploh zgodijo? Lahko je ugibati, kaj se bo zgodilo v daljni prihodnosti, kaj pa bližnja prihodnost? Katere čudovite stvari bodo mogoče – realno – leta 2026?

Da bi razumeli, se morate najprej ozreti nazaj na tektonske premike, ki so se zgodili v zadnjih 10 letih in se bodo nadaljevali v prihodnosti. Tukaj je, kako je tehnologija v preteklem desetletju korenito preoblikovala medicino, in pokukajte v nekaj osupljivih napredkov, ki bodo prišli v naslednjem desetletju.

Internet zdravja

Leta 2006 nihče ni imel pametnega telefona v žepu. Brezžični splet je bil komaj rojen, iPhone še ni bil izdan in "nosljiva tehnologija" sploh še ni bila del priljubljenega jezika. Samo 10 let kasneje je vse te stvari praktično vseprisotne v razvitem svetu.

Za razliko od vseh časov v zgodovini človeštva ljudje zdaj hodijo naokrog s senzorji, opremljenimi z internetom povezanimi računalniki, bolj ali manj pritrjenimi na njihova telesa. Ti računalniki nam omogočajo ne le dostop do sveta zdravstvenih informacij, kadar koli jih potrebujemo, ampak tudi spremljanje našega osebnega zdravja na nove načine brez primere.

Tudi poceni pametni telefon lahko preveri vaš srčni utrip, prešteje število korakov, ki jih naredite, ali spremlja kakovost vašega spanca ponoči. Če potrebujete nekaj bolj naprednega, je na voljo tudi nešteto priključkov, ki lahko vašo mobilno napravo spremenijo v skoraj vsako medicinsko orodje, ki bi ga kdaj potrebovali. A otoskop, ki ga poganja pametni telefon lahko diagnosticira vnetja ušes, a pametni stetoskop lahko prepozna nenavaden srčni ritem in a s pametnim telefonom povezan molekularni spektrometer vam lahko pove kemično sestavo vseh živil ali tablet, ki jih srečate. In to je samo nekaj.

To neverjetno obilje aplikacij, senzorjev in informacij je že sprožilo velik odmik od tradicionalnih medicinskih praks.

"V bistvu smo priča digitalizaciji ljudi," pravi dr. Eric Topol, kardiolog in direktor Scripps Translational Science Institute. »Vsa ta nova orodja vam dajejo možnost, da v bistvu kvantificirate in digitalizirate medicinsko bistvo vsakega človeka. In ker pacienti večino teh podatkov ustvarijo sami, ker so njihovi pametni telefoni medikalizirani, so v središču pozornosti namesto zdravnika. In s pametnimi algoritmi, ki jim pomagajo razlagati njihove podatke, se lahko, če želijo, osamosvojijo iz zaprtega sveta tradicionalne zdravstvene oskrbe.«

Če pogledamo v prihodnost, Topol verjame, da bodo pametni telefoni korenito spremenili vlogo, ki jo imajo zdravniki v sistemu zdravstvenega varstva. »Ta orodja lahko zmanjšajo našo uporabo zdravnikov, zmanjšajo stroške, pospešijo tempo oskrbe in dajo več moči bolnikom,« pojasnjuje. »Ker več zdravstvenih podatkov ustvarijo pacienti in jih obdelajo računalniki, se bo velik del diagnostičnih in spremljajočih vidikov medicine premaknil stran od zdravnikov. Pacient bo začel prevzemati odgovornost in se obračal na zdravnike predvsem po zdravljenje, vodstvo, modrost in izkušnje. Ti zdravniki ne bodo pisali naročil; svetovali bodo."

Medicina, spoznaj računalništvo

Računalniki imajo dolgo zgodovino na področju medicine. Bolnišnice jih uporabljajo za sledenje zdravstvenih kartotek in spremljanje bolnikov že od petdesetih let prejšnjega stoletja, vendar računalniška medicina – tj. računalniških modelov in sofisticirane programske opreme za ugotavljanje, kako se bolezen razvije - obstaja le razmeroma kratek čas. čas. Šele v zadnjem desetletju, ko so računalniki postali drastično zmogljivejši in dostopnejši, se je področje računalniške medicine resnično začelo razvijati.

Dr. Raimond Winslow, direktor Inštituta za računalniško medicino univerze Johns Hopkins, ki je bil ustanovljen leta 2005, pravi, da je v zadnjih letih »področje eksplodiralo. Obstaja povsem nova skupnost ljudi, ki se usposabljajo iz matematike, računalništva in inženiringa - prav tako pa se navzkrižno usposabljajo iz biologije. To jim omogoča, da prinesejo povsem nov pogled na medicinsko diagnozo in zdravljenje.«

Zdaj, namesto da bi se samo ugankali nad zapletenimi medicinskimi vprašanji z našo omejeno človeško močjo možganov, smo začeli vključevati pomoč strojev za analizo ogromnih količin podatkov, prepoznavanje vzorcev in napovedovanje, ki ga ne bi mogel niti noben človeški zdravnik razumeti.

"Gledanje na bolezen skozi lečo tradicionalne biologije je, kot bi poskušali sestaviti zelo zapleteno sestavljanko z ogromnim številom kosov," pojasnjuje Winslow. »Rezultat je lahko zelo nepopolna slika. Računalniška medicina vam lahko pomaga videti, kako se kosi sestavljanke prilegajo skupaj, da dobite bolj celovito sliko. Morda nikoli ne bomo imeli vseh manjkajočih delov, vendar bomo imeli veliko jasnejši pogled na to, kaj povzroča bolezen in kako jo zdraviti.«

V sorazmerno kratkem času je bila računalniška medicina uporabljena za dosego nekaj precej neverjetnih stvari - kot je natančno določanje genskih in beljakovinskih markerjev kolorektalnega raka, raka jajčnikov in številnih kardiovaskularnih bolezni.

V zadnjem času se je področje celo začelo širiti onkraj modeliranja bolezni. Ko so se naše računalniške moči z leti povečale, so se razširili tudi načini, na katere znanstveniki te moči uporabljajo. Znanstveniki zdaj uporabljajo tehnologije, kot so algoritmi globokega učenja in umetna inteligenca, da pridobivajo informacije iz virov, ki so sicer neuporabni ali nedostopni.

Vzemite na primer dr. Gunnarja Rätcsha iz Memorial Sloan Kettering Cancer Center. On in njegova ekipa so pred kratkim uporabili računalništvo, da bi razkrili skrivnosti raka na popolnoma neortodoksen način. Namesto da bi zgradili model bolezni, da bi jo razumeli na biološki ravni, sta Rätcsh in njegova ekipa zgradila umetno inteligenten program, ki je sposoben brati in razumeti na stotine milijonov zdravnikovih opombe. S primerjavo teh zapiskov in analiziranjem odnosov med pacientovimi simptomi, zdravstveno zgodovino, zdravnikovimi opazovanji in različnih načinov zdravljenja je program lahko našel povezave in asociacije, ki jih človeški zdravniki morda nimajo opazil.

"Človeški um je omejen," pojasnjuje Rätsch, "zato morate uporabiti statistiko in računalništvo."

In Ratsch ni edini, ki razmišlja izven okvirov. Z zmogljivimi novimi računalniki, množico novih podatkov in nešteto pametnih novih pristopov raziskovalci pripravljajo popolnoma drugačne načine za pristop k kompleksnim zdravstvenim težavam.

Raziskovalci so na primer pred kratkim razvili algoritem strojnega učenja, ki sledi širjenju bolezni tako, da po Twitterju preišče tvite z geografsko oznako o bolezni. Z analizo teh podatkov lahko epidemiologi natančneje napovejo, kje se bodo virusi, kot je gripa, verjetno razširili, kar zdravstvenim uradnikom pomaga pri učinkovitejši uporabi cepiv.

V drugi študiji so raziskovalci usposobili umetno nevronsko mrežo za prepoznavanje vzorcev pri slikanju MRI, kar je na koncu privedlo do sistem, ki ni mogel samo zaznati prisotnosti Alzheimerjeve bolezni, temveč tudi napovedati, kdaj se bo bolezen verjetno pojavila pri sicer zdravem bolnik.

Imamo tudi algoritme, ki lahko diagnosticirati depresijo in anksioznost z analizo vzorcev v vašem govoru in celo napovedujejo širjenje ebole z analizo selitvene aktivnosti okuženih netopirjev. In seznam se nadaljuje. To je le nekaj primerov širšega trenda. Računalništvo je v tem trenutku napadlo na desetine različnih medicinskih poklicev in bo še naprej širilo prste, dokler ne bo doseglo vseh kotičkov medicinskih raziskav in prakse.

Urejanje genov

Vsaka razprava o najpomembnejših napredkih, ki so se zgodili v zadnjih 10 letih, bi bila obupno nepopolna brez omembe CRISPR-Cas9. Ta tehnika je nedvomno eden največjih dosežkov našega časa in bo močno vplivala na prihodnost medicine.

Za nepoznavalce je CRISPR-Cas9 tehnika urejanja genoma, ki znanstvenikom omogoča urejanje genov z izjemno natančnostjo, učinkovitostjo in prilagodljivostjo. Razvit je bil leta 2012 in je od takrat preplavil področje biologije kot požar.

Akronim CRISPR pomeni Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. To vam verjetno ne pomeni veliko, razen če ste biolog, toda na kratko se nanaša na prilagodljiv imunski sistem, ki ga mikrobi uporabljajo za obrambo pred vsiljivimi virusi s snemanjem in ciljanjem njihove DNK zaporedja. Pred nekaj leti so znanstveniki ugotovili, da je to tehniko mogoče spremeniti v preprosto in zanesljivo tehniko za urejanje – v živih celicah, nič manj – genoma skoraj katerega koli organizma.

Če smo pošteni, CRISPR ni prvo orodje za urejanje genoma, ki je bilo kdaj ustvarjeno. Prej so znanstveniki lahko urejali gene s procesi, kot sta TALENS in nukleaze cinkovega prsta. Te prejšnje tehnike pa ne zadoščajo preprostosti CRISPR. Oba zahtevata, da znanstveniki izdelajo beljakovine po meri za vsako tarčo DNK – postopek, ki zahteva veliko več časa in truda kot relativno preprosto programiranje RNK, ki ga uporablja CRISPR.

»Vse te stvari genskega inženiringa bi lahko počeli že prej,« pojasnjuje Josiah Zayner, bioheker in biolog, »toda prejšnje stvari, ki so jih ljudje uporabljali, kot so cinkove prstne nukleaze in TALENS, je bilo treba oblikovati na beljakovini raven. Če bi torej želeli izdelati nekaj za določen gen, bi potrebovali približno šest mesecev, da bi izdelali beljakovine za vezavo DNK. Če bi s CRISPR želel narediti nov poskus CRISPR, bi lahko šel na splet, šel v eno od teh podjetij za sintezo DNK, naročil 100 različnih stvari in jutri bi lahko izvajal svoje poskuse. Tako je minilo od šestih mesecev do, no - nekatera od teh podjetij zdaj pošiljajo čez noč - tako da ne samo, da lahko opravite 100-krat več raziskav, lahko jih naredite 100-krat hitreje kot prej.«

Preprosto povedano, CRISPR je odpravil nekatere največje ovire, s katerimi se soočajo raziskovalci DNK po vsem svetu. Vrata so zdaj odprta in vsakdo lahko ureja gene.

V desetletju pred razvojem tehnike CRISPR-Cas9 je bil CRISPR v znanstvenih publikacijah omenjen le 200-krat. To število se je samo v letu 2014 potrojilo in ne vidimo znakov, da bi se kmalu upočasnila.

Samo v zadnjih dveh letih so raziskovalci CRISPR uspešno uporabili za inženiring pridelki, ki so imuni do nekaterih glivičnih bolezni, izkoreniniti HIV-1 iz okuženih mišjih celic in celo izvesti obsežno genomsko inženirstvo.

In to je šele začetek. Ko pišem te besede, so prvi poskusi urejanja genov pri ljudeh dejansko v teku. Avgusta bo skupina kitajskih raziskovalcev poskušala zdraviti bolnika z rakom tako, da mu bodo vbrizgali celice, spremenjene z metodo CRISPR-Cas9. Natančneje, skupina načrtuje odvzem belih krvnih celic pri bolnikih z določeno vrsto pljuč raka, uredite te celice tako, da napadajo raka, in jih nato ponovno vnesite nazaj v pacientovo telo. Če bo šlo vse po načrtih, bodo celice z inženiringom lovile in ubijale rakave celice in bolnik si bo popolnoma opomogel.

Litanija uspešnih poskusov na živalih kaže, da ima CRISPR ogromen potencial pri zdravljenju bolezni pri ljudeh. Toda nedvomno največja prednost CRISPR ni v tem, da je tako preprost in učinkovit - temveč v tem, da je tehnika postala tako dostopna, da jo lahko uporablja vsak.

Prav zdaj, zahvaljujoč zagonu biotehnološke ponudbe v Kaliforniji, lahko vsakdo s 140 $ dobi v roke naredi sam komplet CRISPR in začni izvajati osnovne poskuse urejanja genov kar v kuhinji števec. Zayner, ustanovitelj podjetja, upa, da bo dajanje teh orodij v roke državljanskim znanstvenikom zelo povečalo naše skupno znanje o DNK.

"Zunaj je toliko ljudi z vsem tem znanjem, veščinami, ustvarjalnostjo in sposobnostmi, ki niso izkoriščene," je dejal Zayner. »Nekje sem prebral, da je trenutno na svetu več kot 7 milijonov ljubiteljskih računalniških programerjev - kar je noro, če pomislite, da jih je bilo leta 1970 komaj dovolj, da bi napolnili garažo. Toda ko gre za genski inženiring in DNK, s temi stvarmi delamo dlje ali vsaj kot odkar obstajajo računalniki, pa se verjetno ukvarja le nekaj tisoč znanstvenikov ljubiteljev poskusi. To je tisto, kar želim spremeniti. Kje bi bil naš medicinski svet, če bi bilo 7 milijonov biologov ljubiteljev?«

Regenerativna medicina raste

Leta 1981 sta dva znanstvenika iz Združenega kraljestva naredila velik preboj. Prvič v zgodovini jim je uspelo vzgojiti embrionalne izvorne celice v laboratoriju. Izvornih celic – celične mase, iz katere so narejena vsa tkiva v telesu – je seznam skoraj neskončen možnih medicinskih aplikacij in vse od njihovega odkritja znanstveniki opevajo svoje pohvale. Že leta so nam govorili, da bodo raziskave matičnih celic vodile v prihodnost, v kateri bomo lahko ponovno gojili tkiva, organe in celo celotne okončine. Toda čeprav že dolgo poznamo njihov potencial, smo šele pred kratkim ugotovili, kako zares uporabiti izvorne celice v našo skupno korist.

Stvar je v tem, da smo na poti naleteli na nekaj cestnih zapor. Potem ko so leta 1981 prvič gojili mišje matične celice, je trajalo še 18 let, da so znanstveniki uspešno izolirali izvorne celice človeških zarodkov in jih vzgojili v laboratoriju. Ko se je to končno zgodilo, je bilo vsesplošno sprejeto kot monumentalen dosežek - vendar te nove tehnologije regulatorji niso sprejeli z odprtimi rokami.

Leta 2001 je Busheva administracija močno omejila financiranje raziskav človeških matičnih celic v ZDA z utemeljitvijo, da ustvarjanje matičnih celic celic zahtevalo uničenje človeškega zarodka (razprave o splavu in o tem, kje se življenje začne ali ne, so bile zelo odmevne na čas). To ni preprečilo napredka v drugih delih sveta. Leta 2006 je japonski znanstvenik po imenu Shinya Yamanaka razvil način za izdelavo celic, podobnih zarodkom. iz odraslih celic – s čimer se izognemo potrebi po uničenju zarodka, da bi naredili uporabno, vsestransko steblo celice.

Od takrat naprej so raziskave izvornih celic rasle kot, no, izvorne celice. Tri leta po Yamanakini rešitvi pluripotentnih matičnih celic leta 2006 je Obamova administracija odpravila omejitve financiranja Busheve administracije iz leta 2001, uvedene za raziskave matičnih celic. Nenadoma so se odprle zapornice in od takrat je praktično vsako leto prišlo do neke vrste velikega preboja v regenerativni medicini.

Leta 2010 so znanstveniki prvič doslej uporabili izvorne celice človeških zarodkov za zdravljenje osebe s poškodbo hrbtenjače. V letu 2012 so bili uspešno uporabljeni v a drugačno sojenje za zdravljenje ženske s starostno degeneracijo makule. In preboji se kar vrstijo. Do danes so bile terapije, povezane z matičnimi celicami, uporabljene (ali se preiskujejo) za: diabetes, Parkinsonovo bolezen, Alzheimerjevo bolezen, popravilo travmatske možganske poškodbe, ponovna rast zob, popravilo sluha, celjenje ran in celo zdravljenje določenega učenja invalidnosti.

V zadnjih nekaj letih so raziskovalci celo začeli raziskovati načine za uporabo izvornih celic v povezavi z aditivne proizvodne metode — kar je povzročilo vrhunsko tehniko, znano kot 3D biotisk. Z uporabo 3D-tiskalnikov za ustvarjanje ogrodij, na katere je mogoče posaditi izvorne celice, so znanstveniki naredili velik napredek pri gojenju novih udov, tkiv in organov zunaj človeškega telesa. Upamo, da bomo nekega dne dosegli točko, ko bomo lahko tiskali nadomestne dele v teh strojih in nato jih nato presadimo in s tem zmanjšamo ali popolnoma odpravimo našo odvisnost od organov, okončin in tkiv donatorji. Ta tehnika je na tej točki še vedno v povojih, vendar je tudi čudovit primer, kako so všeč naravoslovju biologija se lahko združi s tehnološkim razvojem, ki se dogaja zunaj meja tradicionalnega, in ima koristi od njega zdravilo.

Zlata doba nevroznanosti

Leta 2014, ko je priznani fizik in futurist Michio Kaku slavno izjavil da »smo se v zadnjih 10 do 15 letih naučili več o razmišljajočih možganih kot v vsej zgodovini človeštva,« ni raztezal resnice. Mesnati snop električno utripajočih nevronov v naši lobanji že stoletja bega znanstvenike – a v veliki meri zahvaljujoč Napredek v računalniških, zaznavnih in slikovnih tehnologijah se je naše razumevanje človeških možganov v zadnjih nekaj letih močno razširilo. leta.

Množica novih tehnologij slikanja in skeniranja, razvitih v zadnjih nekaj desetletjih, je znanstvenikom omogočila opazovanje možganov kot še nikoli doslej. Zdaj lahko vidimo misli, čustva, vroče točke in mrtve cone znotraj živih možganov, nato pa začnemo proces dešifriranja teh misli z uporabo zmogljivih računalnikov.

To ima velike posledice za prihodnost medicine. Duševne bolezni in nevrološke okvare so glavni vzrok invalidnosti v ZDA in mnogih drugih razvitih državah. Po podatkih Nacionalne zveze za duševne bolezni ima približno 1 od 5 ljudi težave z duševnim zdravjem. Toda zahvaljujoč številnim novim tehnologijam, ki so se uresničile v zadnjem desetletju, se hitro učimo, kako zdraviti vse od nevrodegenerativnih bolezni, kot sta Alzheimerjeva bolezen in ALS, do bolj zagonetnih stanj, kot sta avtizem in shizofrenija.

Še posebej obetaven razvoj, ki se je nedavno pojavil, je pojav optogenetike – tehnike, ki znanstvenikom omogoča vklop ali izklop posameznih nevronov s svetlobo. Preden je bila ta metoda izpopolnjena, so bili standardni postopki za aktiviranje ali utišanje nevronskih mrež razmeroma surovi. Da bi ugotovili, katera skupina nevronov pomaga mišem pri krmarjenju po labirintih, bi znanstveniki na primer vstavili elektrode neposredno v mišje možgansko tkivo, jih rahlo stresejo in stimulirajo na tisoče nevronov ob času. Ta metoda je bila precej nenatančna, zaradi česar je bilo zbiranje uporabnih podatkov dokaj težko, vendar z optogenetiko lahko znanstveniki sedaj postavijo svetlobno občutljive molekule v specifične možganske celice in z njimi manipulirajo posamično – kar olajša določanje vloge nevrona (ali mreže nevronov) pri vedenju, čustvovanju ali bolezen.

Nevroznanstveniki po vsem svetu so zdaj sprejeli to tehniko. »V zadnjem desetletju je na stotine raziskovalnih skupin uporabilo optogenetiko, da bi izvedele, kako različne mreže nevronov prispevajo k vedenju, zaznavanje in spoznanje,« pravi Ed Boyden, profesor biološkega inženiringa na tehnološkem inštitutu v Massachusettsu in soizumitelj optogenetika. "V prihodnosti nam bo optogenetika omogočila razvozlati tako, kako različne možganske celice izzovejo občutke, misli in gibe - kot tudi, kako lahko gredo narobe in povzročijo različne psihiatrične motnje."

Povezovanje pik

Po vseh poročilih je bilo zadnjih 10 let vrtinec medicinskega napredka - a da bi razumeli, kako bo medicina lahko napredovala v naslednjih 10 letih, je pomembno, razumeti ne samo, kako hitro so napredovali ti žepi zdravila posamezno, ampak tudi, kako se začenjajo zbliževati, združevati in navzkrižno opraševati. Vsi neverjetni medicinski napredki in veliki premiki, o katerih smo govorili prej, ne obstajajo v vakuumu. Niso zaprti drug pred drugim ali od drugih napredkov, ki se dogajajo zunaj sveta medicine. Namesto tega se mnogi med njimi združujejo na zelo sinergističen način, kar na koncu še bolj pospeši splošni tempo medicinskega napredka.

Nadaljnja konvergenca računalniške medicine in mobilne tehnologije je očiten primer, ki se dogaja na dveh različnih lestvicah. Na osebni ravni vse močnejši procesorji (pa tudi računalništvo v oblaku) mobilnim telefonom omogočajo opravite bolj zapletene naloge – kot je prepoznavanje rasti madeža – ki se lahko uporabljajo v medicini namene. Na skupni ravni lahko vse zdravstvene podatke, ki jih ustvarjamo z našimi pametnimi telefoni in nosljivimi senzorji, uporabimo za razkritje medicinskih skrivnosti v velikem obsegu.

»Prava revolucija ne izvira iz lastnega varnega, poglobljenega skladišča medicinskih podatkov na vašem pametnem telefonu,« pravi Topol, direktor Scripps Translational Science Institute. »Prihaja iz oblaka, kjer lahko združimo vse svoje individualne podatke. Ko bo ta poplava podatkov pravilno sestavljena, integrirana in analizirana, bo ponudila ogromen, nov potencial na dveh ravneh – posameznika in prebivalstva kot celote. Ko bomo sledili vsem našim relevantnim podatkom in jih strojno obdelali za odkrivanje zapletenih trendov in interakcij, ki jih nihče ne bi mogel zaznati sam, bomo lahko preprečili številne bolezni.«

In tudi ne združujejo se le pametni telefoni in računalniška medicina. Nešteto različnih področij in tehnologij se združuje – vključno z nevroznanostjo, urejanjem genov, robotiko, matičnimi celicami, 3D-tiskanjem in številnimi drugimi, vendar ne omejeno nanje.

Celo stvari, ki so navidezno nekoliko ločene – na primer sekvenciranje DNK in nevroznanost – se združijo. Samo poglejte, kako zdaj diagnosticiramo večino možganskih motenj. Pred leti je diagnosticiranje nevroloških in psihiatričnih motenj zahtevalo drage, invazivne postopke, kot so biopsije in spinalne punkcije – toda zahvaljujoč sodobne tehnike zaporedja DNK, ki so bile razvite po projektu človeškega genoma, lahko te iste bolezni zdaj diagnosticiramo s preprosto krvjo. test. V tem primeru je naše znanje o genetiki pripomoglo k napredku našega znanja o nevroznanosti - in to je točno ta vrsta navzkrižno opraševanje, ki se z napredovanjem različnih vej medicine in tehnologije vedno bolj dogaja.

Plačati za zdravje, ne za zdravljenje

Stvar je v tem, da tako kot so vsi ti medicinski in tehnološki napredki med seboj povezani, so tudi nerazložljivo povezani s stvarmi, kot so politika, zakonodaja, ekonomija in celo tradicija. Ne gre vse z vrtoglavo hitrostjo znanosti in tehnologije, čeprav se bo napredek medicine verjetno nadaljeval z čedalje hitreje, je pomembno tudi vedeti, da uvedba novih medicinskih tehnik morda ne bo vedno tako hitro.

Ena posebej velika ovira, ki stoji na poti izvajanja, je trenutni model plačila za storitev, ki ga uporablja večina sistemov zdravstvenega varstva. Po takem sistemu zdravniki prejmejo plačilo za vsako storitev, ki jo opravijo - naj bo to obisk v ordinaciji, test, kirurški poseg ali katera koli druga zdravstvena storitev. Ta model ustvarja nekakšno navzkrižje interesov, saj spodbuja uporabo zdravljenja, pri čemer ni nujno, da ohranja ljudi zdrave.

Kot pravi dr. Daniel Kraft, ustanovni izvršni direktor in predsednik eksponencialne medicine na univerzi Singularity, pojasnjuje, da ta strukturni problem dejansko odvrača od prehoda na tehnološko naprednejšo medicinsko vaje.

»Sem pediater,« pojasnjuje, »če torej zaslužim nekaj svojega denarja od obiskovanja otrok z ušesnimi vnetji in jih zdaj lahko pošljem domov z aplikacijo in digitalni otoskop – vendar tega ne morem zaračunati – ne bom dobil spodbude za uporabo tega novejšega, učinkovitejšega tehnologija."

To je velik problem, a zagotovo ne tak, ki ga ni mogoče premagati. Ena stvar, ki bo verjetno pospešila sprejetje teh novih orodij in metod, je prehod na tisto, kar je znano kot »oskrba na podlagi vrednosti«. Kot pravi Kraft: »Zdravniki v takšnem sistemu zdravstvenega varstva bi bili plačani, da bi vas obdržali bolj zdravo. Njihova spodbuda bi bila, da vas ob odpustu zadržijo zunaj bolnišnice, ne pa da bi bili plačani za več posegov ali biopsij ali recepti." V sistemu zdravstvenega varstva, ki temelji na vrednotah, pojasnjuje, da "lahko zdravniki in zdravstveni timi dobijo bonuse, ko imajo bolniki boljše vrednosti krvnega sladkorja ali manj obiskov na urgenci, ki so bili nepotrebni, ali pa se njihov krvni tlak spremlja s povezanim krvnim tlakom manšete."

Prehod z našega trenutnega modela plačila za storitev na sistem oskrbe, ki temelji na vrednosti, se verjetno ne bo zgodil čez noč – vendar se dogaja. Peščica velikih zdravstvenih organizacij, kot sta Kaiser Permanente in The Mayo Clinic, je začela sprejemati ta model, vse večja razpoložljivost sodobnih tehnologij za spremljanje zdravja pa vse bolj pritiska na premik več.

»Podatkovni modeli se spreminjajo,« pravi Kraft. »Čez deset let bo velika večina zdravstvenega varstva plačana glede na izid – celo nekaj zdravstvenih naprave in aplikacije ter druga orodja bodo plačana šele, ko bodo delovala, ne samo zato, ker jih je predpisal zdravnik njim. Če je to del moje oskrbe in sem nagrajen za boljše rezultate ali nižje stroške zdravstvene oskrbe, je veliko bolj verjetno, da bom sprejel ta nova, bolj visokotehnološka orodja.«

Kaj je za vogalom?

Torej ob upoštevanju eksponentnega tempa napredka na področjih, kot so urejanje genov, navzkrižno opraševanje različnih področij in ovire preprečuje, da bi sprejeli nove tehnologije tako hitro, kot napredujejo – kakšne spremembe naj pričakujemo v medicini v naslednjih 10 leta?

Verjetno najlažje prebavljiv odgovor na to vprašanje prihaja od dr. Leroya Hooda in njegove ideje o medicini P4, v kateri črka P pomeni: prediktivno, preventivno, personalizirano in participativno.

V naslednjem desetletju bo medicina postajala vse bolj napovedna. Ker vse več ljudi sprejema svojo sposobnost beleženja in sledenja zdravstvenih podatkov in ko se obseg teh podatkov širi in naša sposobnost analiziranja teh podatkov postaja vedno močnejša, bomo lahko prevzeli širok nabor različnih bolezni. Danes imamo aplikacijo, ki vam lahko sporoči, kdaj je madež v nevarnosti, da postane maligni melanom. Jutri bomo imeli aplikacije, ki analizirajo vzorce hoje, da odkrijejo zgodnje znake multiple skleroze ali pogledajo nazaj na vaše prehranjevalne navade v zadnjih treh letih in vam sporoči (seveda s prijaznim obvestilom), da ste na pravi poti diabetes.

Te napovedne sposobnosti seveda temeljijo tudi na ideji, da bo medicina v naslednjih nekaj letih postala vse bolj participativna. Z napredkom tehnologije bodo imeli pacienti dejavnejšo vlogo pri lastnem zdravstvenem varstvu in bodo sodelovali z zdravniki, namesto da bi le sprejemali naročila.

»Čez 10 let,« pravi Kraft, »upam, da boste že naložili svoje nedavne vitalne znake – iz ure ali žimnico, čitalnik krvnega tlaka ali merilnik glukoze v vaš elektronski zdravstveni karton, ki ga ima vaša medicinska ekipa. dostop do. In upajmo, da to pomeni, da vaši zdravstveni ekipi ni treba spremljati vitalnih znakov, ko pa se zdi, da je nekaj narobe, stroj in "predicatlyitcs" začutita, da je prišlo do težave, lahko vaša zdravstvena ekipa - ali digitalni avatar - stopi v stik z vami zgodaj. Upam, da bo veliko več pacientov bolj pooblaščenih, da bodo, če ne glavni izvršni direktor svojega zdravja, pa vsaj glavni operativni direktor – torej so spremljajo svoje zdravje na pametnejše načine in so bolj kopiloti v njihovi oskrbi, namesto da bi samo čakali, kaj storiti, in reaktiven."

Navsezadnje bo ta premik k bolj participativnemu, personaliziranemu in napovedovalnemu sistemu medicine povečal našo sposobnost, da sploh preprečimo nastanek bolezni. Če se lahko vaša zapestnica za sledenje prehrani sinhronizira z vašim pametnim hladilnikom in ugotovi, da ste jedli živila z visoko vsebnostjo natrija, vaš Digitalni zdravstveni pomočnik, ki ga poganja umetna inteligenca, vam lahko priporoči prehranske spremembe, ki bi vam dolgoročno pomagale preprečiti razvoj bolezni srca pozneje.

Sliši se smešno, toda če bomo nadaljevali s sedanjo potjo, bo bližnja prihodnost medicine dejansko prihodnost, v kateri nam ne bo treba jemati zdravil.