Medzinárodný projekt Health EU na vytvorenie personalizovaných medicínskych avatarov - teda akýchsi virtuálnych dvojčiat, ktoré by lekárom slúžili na sledovanie nášho zdravotného stavu a testovanie optimálnych liečebných postupov - je mimoriadne ambiciózny, nie však nereálny.

Liga silných

Zastrešuje ho totiž konzorcium silných hráčov v oblasti nových technológií a medicíny, vedené Švajčiarskym federálnym technologickým inštitútom (EPFL) v Lausanne. Zapojilo sa doň 110 spoločností, vedeckých inštitúcií a univerzít z 27 európskych krajín, Kanady a Nového Zélandu. V jeho dozornej rade sú navyše dvaja nositelia Nobelovej ceny a niekoľko bývalých európskych ministrov zdravotníctva.

Nie div, že tento projekt má ambíciu stať sa jednou z vlajkových lodí európskeho programu FET (Future and Emerging Technologies), zameraného na podporu nových a progresívnych technológií. To by nebolo len jeho symbolické ocenenie, v praxi by znamenalo miliardovú dotáciu, ktorú možno vyčerpať v priebehu desiatich rokov. Pred niekoľkými dňami bol podaný návrh na zaradenie projektu Health EU do CSA (Coordination and Support Actions) fázy programu FET, v ktorom možno na koordinačné a podporné aktivity získať z Európskej únie priame finančné dotácie. Dosť však o jeho pozadí, dôležitejšie je to, o čo v ňom ide.

Virtuálne dvojča

Zámer je, aby každý z nás mal svojho vlastného avatara, teda vernú virtuálnu repliku vytvorenú na základe individuálnych dát týkajúcich sa našej fyziognómie, zdravia, zdravotných problémov a spôsobu života. Zámer projektu je prostredníctvom špičkových technológií, ako sú rôzne senzory v rámci internetu vecí, umelá inteligencia a, samozrejme, koncept digitálneho, respektíve „virtuálneho dvojčaťa“, umožniť absolútne individuálnu liečbu, prispôsobenú konkrétnemu človeku.

Pod „digitálnym dvojčaťom“ treba rozumieť vernú repliku objektu, prípadne človeka, na ktorom možno testovať rôzne procesy a scenáre, ktoré na skutočnom živom pacientovi skúšať nemožno. S takouto technológiou sa bežne pracuje napríklad v leteckom priemysle alebo astrofyzike, ale nikdy doteraz nebola aplikovaná priamo na človeka. Presne to je cieľ projektu Health EU - vytvorenie kombinácie virtuálneho a fyzického avatara konkrétneho pacienta.

Budúcnosť medicíny: Spočíva určite aj v použití nanotechnológií, umožňujúcich efektívnejšiu diagnostiku, cielenú dopravu účinných látok priamo v tele a v neposlednom rade aj využitie bioaktívnych materiálov na zásahy na bunkovej úrovni.
Budúcnosť medicíny: Spočíva určite aj v použití nanotechnológií, umožňujúcich efektívnejšiu diagnostiku, cielenú dopravu účinných látok priamo v tele a v neposlednom rade aj využitie bioaktívnych materiálov na zásahy na bunkovej úrovni.
Zdroj: Australian Centre for Nanomedicine

„Avatar nebude iba jednoduchý digitálny model, ale bude sa priebežne vyvíjať a kalibrovať na základe množstva individuálnych dát získavaných experimentálne počas každodenného života pacienta. Pokročilé modely sa budú vytvárať s použitím umelej inteligencie,“ vysvetľuje profesor nanoelektroniky Adrian Ionescu na webe
EPFL. „V pozadí projektu je naša snaha vytvoriť infraštruktúru pre budúci zdravotný internet (Internet of Healthcare - pozn. red.) s cieľom zapracovať dáta do podoby skutočných ľudských avatarov.“

Organ-on-chip

Na to by mala slúžiť nová platforma, ktorá dokáže analyzovať nielen genetické a biologické dáta, ale spájať ich s údajmi týkajúcimi sa prostredia, v ktorom sa pacient pohybuje, a jeho životného štýlu. Dáta, z ktorých sa avatar bude priebežne vytvárať a modifikovať, budú pochádzať z rozličných zdrojov vrátane prenosných senzorov, implantátov, nanomedicínskych techník a rôznych štandardných aj inovatívnych zobrazovacích zariadení, ako je röntgen, magnetická rezonancia a podobne. Jednou z kľúčových a zároveň prevratných inovácií celého projektu je technológia pracovne nazývaná organ-on-chip.

Tá umožní preniesť bunky priamo na mikročip s cieľom zistiť, ako sa správajú a reagujú na rozličné podnety. To bude najkonkrétnejší a čisto fyzický aspekt budúcich avatarov. Umožní sledovať a testovať správanie orgánov v rôznych podmienkach a napríklad aj ich reakcie na navrhovanú liečbu, respektíve lieky - a to v bezpečnom prostredí mimo pacientovho tela. To znamená, že týmto spôsobom sa môžu presne zistiť účinky liekov, pričom možno už v úvodnej fáze detegovať prípadné nežiaduce interakcie, ktoré by teoreticky mohli byť pre skutočného pacienta nebezpečné. Takto možno skladbu liekov a dávkovanie maximálne prispôsobiť konkrétnemu pacientovi.

Efektívnejší

Na prvý pohľad vyzerá celý projekt ako futuristický a extrémne nákladný. V skutočnosti je však jeho cieľom pravý opak - zníženie nákladov. To je možné aj vďaka tomu, že mnohé časovo a finančne náročné analýzy bude možné vykonať prakticky v reálnom čase práve na avatarovi. Navyše pacientovi vďaka reálnemu testovaniu bude možné vo väčšine prípadov na prvý pokus navrhnúť presnú a maximálne účinnú liečbu, čo prináša ďalšie výrazné úspory. V neposlednom rade je tu ďalší dôležitý aspekt - využitie avatarov umožní v podstate ukončenie, respektíve absolútnu minimalizáciu, testovania liekov na zvieratách.

Obrovské množstvo nesmierne citlivých údajov, ktoré by sa takto mali archivovať v cloude, bude, samozrejme, lákadlom aj pre hekerov. Preto sa v rámci projektu vývoja avatarov kladie maximálny dôraz na bezpečnosť, vyvíja sa dokonca preň  špecifické kódovanie a bezpečnostná infraštruktúra novej generácie, ktorá by ho mala robiť maximálne bezpečným.