Mariaż informatyki z medycyną ? dla precyzyjnej diagnostyki i terapii skrojonych na miarę

W Krakowie działa Centrum Zindywidualizowanej Medycyny Obliczeniowej ? Sano. Pracujący w nim naukowcy będą wykorzystywać nowoczesne technologie komputerowe i ogromne moce obliczeniowe superkomputerów, aby wspierać lekarzy w procesie diagnostycznym i leczniczym oraz aby ułatwić firmom farmaceutycznym i biotechnologicznym prace nad nowymi lekami i procedurami medycznymi. Projekt Sano jest współfinansowany przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej, w ramach programu Międzynarodowe Agendy Badawcze PLUS (MAB PLUS).

Tradycyjne podejście do medycyny zakładało stosowanie jednego leku lub jednej metody leczenia u wszystkich chorych na daną chorobę. Obecnie jest ono wypierane przez koncepcję medycyny spersonalizowanej (zindywidualizowanej), która bazuje na zrozumieniu różnic między pacjentami chorującymi na tę samą chorobę. Różnice te wynikają przede wszystkim z różnorodności genów, ale także z innego trybu życia pacjentów, diety, wieku, płci, a nawet miejsca zamieszkania. Dzięki rozpoznaniu tych różnic możliwe jest dopasowanie leczenia do potrzeb i organizmu konkretnego pacjenta. Na te indywidualne odmienności nakłada się jeszcze nasza coraz większa wiedza dotycząca złożoności samych chorób i wielości mechanizmów fizjologicznych, uczestniczących w ich rozwoju. A zatem liczba danych, które należałoby analizować przed podjęciem decyzji i rozpoczęciem leczenia staje się zbyt duża dla lekarza w gabinecie czy na oddziale szpitalnym. I tu z pomocą przychodzi medycyna obliczeniowa, nazywana także medycyną in silico lub medycyną komputerową. ?To nowa dziedzina wiedzy, której powstanie zawdzięczamy postępowi w obszarze technologii komputerowych. Sztuczna inteligencja, uczenie maszynowe, zaawansowane algorytmy, modelowanie i symulacje komputerowe, wysokowydajne obliczenia wieloskalowe, analizowanie ogromnych baz danych, metody rozszerzonej rzeczywistości ? wszystko to można wykorzystać do zapobiegania chorobom, ich precyzyjnego diagnozowania, a także planowania i wspomagania skutecznego leczenia, obarczonego minimalną liczbą skutków ubocznych? ? mówi dr inż. Marian Bubak dyrektor ds. naukowych Centrum Sano.

Międzynarodowa współpraca operacyjna

Projekt Sano jest realizowany przez Akademickie Centrum Komputerowe Cyfronet Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie wraz z czterema partnerami: Klastrem LifeScience Kraków, Uniwersytetem w Sheffield w Wielkiej Brytanii oraz niemieckimi Towarzystwem Fraunhofera Wspierania Badań Stosowanych i Centrum Naukowo-Badawczym Julich. Zagraniczni partnerzy są ekspertami w dziedzinie transferu uzyskiwanych wyników, modeli i symulacji do przemysłu i praktyki klinicznej. Duże znaczenie dla skutecznego wdrożenia efektów prac naukowych i przełożenia ich na leczenie pacjentów będzie miała także współpraca ze Szpitalem Uniwersyteckim w Krakowie.

Finansowanie działalności Centrum Zindywidualizowanej Medycyny Obliczeniowej zapewnią prestiżowe granty: uzyskany od Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w programie Międzynarodowe Agend Badawcze PLUS (MAB PLUS) oraz z europejskiego programu Horyzont 2020: Teaming for Excellence.

Lepsza jakość życia, mniejsze koszty

Medycyna obliczeniowa będzie rozwijać się coraz szybciej i dynamiczniej, bo rośnie zapotrzebowanie na zindywidualizowaną i skuteczną opiekę zdrowotną. Społeczeństwa się starzeją, ludzie żyją coraz dłużej i tym samym coraz dłużej borykają się z różnymi chorobami przewlekłymi, takimi jak choroby sercowo-naczyniowe, cukrzyca, osteoporoza, choroby neurozwyrodnieniowe czy psychiczne. ?Celem i wyzwaniem dla współczesnej medycyny jest zapewnienie wszystkim tym pacjentom jak najlepszej jakości życia, a to można osiągnąć dzięki spersonalizowanemu postępowaniu leczniczemu. Takie podejście zapewnia nie tylko lepsze efekty lecznicze, ale też mniej działań niepożądanych. Nie mniej ważny jest fakt, że dzięki zindywidualizowanej diagnostyce i terapii, redukuje się koszty związane z leczeniem, co z kolei sprawia, że za te same pieniądze leczenie może otrzymać więcej osób. Korzyści ze zindywidualizowanej opieki zdrowotnej są zatem niezwykle istotne zarówno w krajach rozwiniętych, jak i rozwijających się? ? mówi prof. Marco Viceconti z Uniwersytetu w Bolonii, przewodniczący Międzynarodowego Komitetu Naukowego Centrum Sano.

Wśród przewidywanych rezultatów prac badawczych prowadzonych w Sano są m.in. algorytmy wpierające decyzje lekarza co do diagnozy i wyboru leczenia najlepszego dla konkretnego pacjenta, a także specjalistyczne oprogramowania pomagające naukowcom w poszukiwaniach nowych leków.

Kim są założyciele Centrum  Zindywidualizowanej Medycyny Obliczeniowej ? Sano?

Dr inż. Marian Bubak, dyrektor ds. naukowych Centrum Sano, uzyskał tytuł magistra w fizyce technicznej i doktorat w informatyce w Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie. Aktualnie jest również kierownikiem Laboratorium Metod Informatycznych w Medycynie w Akademickim Centrum Komputerowym Cyfronet AGH, pracownikiem Katedry Informatyki AGH, oraz emerytowanym profesorem inżynierii systemów rozproszonych w Instytucie Informatyki Uniwersytetu w Amsterdamie. Jego zainteresowania badawcze obejmują przetwarzanie równoległe i rozproszone systemy i aplikacje, a także obliczenia kwantowe. Uczestniczył w około 15 projektach badawczych finansowanych przez UE. Jest autorem około 230 artykułów, współredagował 17 sprawozdań konferencyjnych, jest członkiem komitetów redakcyjnych m.in. ?Journal of Future Generation Computer Systems?, ?Bio-Algorithms and Med-Systems? oraz ?Journal of Computational Science?.

Prof. Marco Viceconti pochodzi z Włoch, doktorat uzyskał na Uniwersytecie we Florencji. Obecnie jest profesorem w dziedzinie biomechaniki obliczeniowej na Wydziale Inżynierii Przemysłowej Uniwersytetu Bolońskiego we Włoszech oraz profesorem wizytującym na Wydziale Inżynierii Mechanicznej Uniwersytetu w Sheffield w Wielkiej Brytanii, gdzie założył prestiżowy Insigneo Institute for In Silico Medicine. Jest ekspertem w dziedzinie biomechaniki układu nerwowo-mięśniowo-szkieletowego, a w szczególności w stosowaniu modelowania przedmiotowego w celu wsparcia decyzji medycznej. Jest jednym z największych autorytetów w międzynarodowej społeczności medycyny in silico: jest prezesem VPH Institute, międzynarodowej organizacji non-profit, która koordynuje tę społeczność badawczą, oraz członkiem zarządu Avicenna Alliance, organizacji reprezentującej interesy branży biomedycznej w tym obszarze. Według SCOPUS opublikował 339 artykułów (indeks H = 47).

Centrum Zindywidualizowanej Medycyny Obliczeniowej ? Sano jest współfinansowane w ramach programu MAB PLUS realizowanego przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej ze środków UE pochodzących z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, Program Operacyjny Inteligentny Rozwój, Działanie 4.3. W ramach programu MAB PLUS wspierane są projekty beneficjentów konkursu Teaming prowadzonego przez Komisję Europejską.

 

 

Cofnij