Imagjinoni të bëni kontrolle mjekësore, ilaçe dhe terapi të tjera të përshtatura për përbërjen tuaj gjenetike. Koncepti i mjekësisë së personalizuar bazohet në idenë se trajtimi mjekësor nuk duhet të jetë njësoj për të gjithë. Kjo është duke u bërë më e rëndësishme ndërsa shoqëritë në vendet e zhvilluara plaken dhe të moshuarit vendosin një barrë më të rëndë në sistemet e kujdesit shëndetësor.
Shfrytëzimi në maksimum i të dhënave të mëdha.
Kamada Mayumi është një studiuese në University’s Graduate School of Medicine të Kiotos. Ajo ka qenë duke ndërtuar një bazë të dhënash të informacionit gjenomik dhe të dhënave anonimike klinike nga njerëzit japonezë për t’u përdorur në simulimet kompjuterike. Qëllimi është të shfrytëzohet stoku i të dhënave të Japonisë me cilësi të lartë për të realizuar kujdesin mjekësor që drejtohet nga të dhënat dhe parashikimi.
Kamada dhe kolegët e saj në Departamentin e Inteligjencës së të Dhënave Biomjekësore duan të përdorin të dhënat klinike për të studiuar se si gjenet ndikojnë në sëmundjet dhe trajtimin e tyre. Ndërkohë që gjenetika është studimi i gjeneve dhe mënyra se si trashëgohen tiparet, gjenomika është studimi i të gjithë përbërjes gjenetike të një personi, ose gjenomit të tyre. Gjenomika i ndihmon studiuesit të kuptojnë përse disa njerëz sëmuren nga sjellje të caktuara ose nga kushtet mjedisore, ndërsa të tjerët jo. Gjenomika është një fushë në zhvillim, skica e parë e gjenomit njerëzor u botua vetëm 20 vjet më parë, por faktorët gjenomikë kanë një efekt të jashtëzakonshëm në shëndetin publik. Sipas Institutit Kombëtar të Kërkimit të Gjenomit Njerëzor të SHBA, nëse përjashtohen aksidentet, faktorët gjenomikë luajnë një rol në nëntë nga 10 shkaqet kryesore të vdekjes, të tilla si: sëmundjet e zemrës, kanceri dhe diabeti.
“Gjenomet tona ndikojnë në mënyrën se si prekemi nga sëmundja ose sa efektive janë ilaçet për ne”,-thotë Kamada, të cilën e tërhoqi gjenomika pas studimeve në bioinformatikë.
-“Mjekësia gjenomike mund të na ndihmojë të përcaktojmë trajtimin e duhur për sëmundjen, si dhe masat parandaluese. Kjo qasje e personalizuar mund të nënkuptojë që pacientët nuk do të duhet të vuajnë nga efektet anësore të pakëndshme të trajtimeve të kancerit, për shembull. ”
Kamada dhe kolegët e saj po përgatiten të përshpejtojnë kërkimet e tyre me super kompjuterin Fugaku, të zhvilluar nga qendra kërkimore RIKEN e Japonisë dhe Fujitsu. I renditur nr. 1 në listën Top500 të superkompjuterëve më të fuqishëm në botë, Fugaku ka dhënë njohuri për koronavirusin e ri, për shembull duke ndihmuar shkencëtarët të identifikojnë agjentët e mundshëm terapeutikë dhe duke simuluar sjelljen e grimcave të virusit në ajër. Por këto aplikacione, të kryera para se makineria të inaugurohej zyrtarisht, janë vetëm një mënyrë në të cilën Fugaku po përdoret për shëndetin publik.
Të udhëhequr nga profesori i Universitetit të Kiotos Okuno Yasushi, studiuesit do të kryejnë simulime në Fugaku, që modelojnë ndërveprimet midis qelizave dhe molekulave të mundshme të ilaçeve. E njohur si dinamikë molekulare, ky simulim kompleks mund të ndihmojë shkencëtarët të kuptojnë se si proteinat ndërveprojnë me molekulat e tjera. Në një studim të vitit 2019, Kamada dhe kolegët e saj përdorën teknikën për të simuluar dhe parashikuar ndjeshmërinë e ilaçeve për pacientët me një formë të caktuar të kancerit të mushkërive. Me fuqinë e saj masive kompjuterike, Fugaku mund të zvogëlojë shumë kohën e nevojshme për këto simulime komplekse. Është një mjet i rëndësishëm për interpretimin e të dhënave të tilla të simulimit dhe identifikimin e ilaçeve të reja të mundshme.
-“Duke përdorur dinamikën molekulare, ju mund të shihni se si molekula po lëviz në trup, kështu që mund ta kuptoni më saktë”,- thotë Kamada, aktivitetet e së cilës përfshijnë pjesëmarrjen në Aleancën Globale për Gjenomikë dhe Shëndet, një organizatë jofitimprurëse ndërkombëtare. “Me këto simulime, ju mund të shihni ndryshime në gjenom. Ky është një proces i grumbullimit të informacionit rreth asaj se si ndryshimet gjenomike shkaktojnë dhe ndikojnë sëmundjet. ”
Përshpejtimi i zbulimeve
Matsuoka Satoshi, kreu i projektit superkompjuter Fugaku në Qendrën RIKEN për Shkencë Llogaritëse në Kobe, vëren se platformat informatike me performancë të lartë mund të japin zbulime të reja të rëndësishme mjekësore sepse ato kombinojnë tre elemente thelbësorë: përpunimi i të dhënave me shpejtësi të lartë për të trajtuar vëllimet e mëdha të të dhënave të përfshira, aplikacione të inteligjencës artificiale dhe simulime komplekse kompjuterike.
-“Makinat me performancë të lartë si Fugaku janë platforma të cilat i mbështesin të tre shumë fort në një mënyrë të integruar”,-thotë Matsuoka. “Për mjekësinë, kjo na lejon të nxjerrim një të vërtetë shumë më reale, për shembull rreth asaj se si supozohet të sillen gjenomat, si proteinat duhet të funksionojnë, ose në hulumtimet farmaceutike se si ilaçet e mundshme do të ndërveprojnë me viruset.”
Sistemet e inteligjencës artificiale që shikojnë të dhënat e kaluara klinike si dhe simulimet në super kompjuterë do të jenë në gjendje të tejkalojnë ekspertët njerëzorë në parashikimin e rezultateve shëndetësore, thotë Matsuoka. Kjo do të përmirësojë prognozën, do të përshpejtojë zhvillimin farmaceutik dhe do të zëvendësojë disa eksperimente dhe prova klinike in-vitro.
Kur përfshihet kërkimi për koronavirusin, rreth gjysma e projekteve kryesore kërkimore në Fugaku janë përqendruar në shëndet dhe mjekësi, duke filluar nga studimet e dështimit të zemrës deri te simulimet e trurit. Një tipar që i jep përparësi Fugakut në këto zona është se ajo ishte krijuar për të qenë një platformë e qëllimit të përgjithshëm, jo e dedikuar për një lloj simulimi specifik, pa sakrifikuar performancën. Ai ka fuqinë për të ekzekutuar 442 katrilionë llogari në sekondë, por ai mund të programohet pothuajse si një smartphone ose PC, vëren Matsuoka, i cili tashmë po shikon përpara për hartimin e një makine pasardhëse.
Pasi Fugaku fillon zyrtarisht në Mars 2021, Kamada dhe shkencëtarë të tjerë do të fillojnë të ndajnë burimet e saj. Matsuoka po shpreson që shumë institucione, jo vetëm në grupin lokal Kobe Biomedical, por ato në të gjithë Japoninë dhe përtej detit, do të jenë në gjendje të përdorin Fugaku për të gjeneruar përparime mjekësore.
-“Informatika me performancë të lartë është në të vërtetë agimi i një epoke të re për kërkimet mjekësore”,- thotë Matsuoka. “Ne presim që shumë grupe të përdorin Fugaku për të përparuar shkencën dhe teknologjinë dhe për të çuar përpara nevojat shoqërore dhe është detyra jonë ta mbajmë makinerinë të pacënuar.”
