მედიცინა, ტექნოლოგია და კიბოს დასასრული

ქვემოთ მოცემული ტექსტი არის BioNTech-ის დამფუძნებლების, Dr. Uğur Şahin-ისა და Dr. Özlem Türeci-ის, 2023 წლის 3 დეკემბერს The New York Times-ში გამოქვეყნებული სტატიის, „Medicine, Technology and the End of Cancer“, თარგმანი.

*

ხელოვნური ინტელექტი შეიძლება კიბოს პერსონალიზებული ვაქცინების შესაძლებლობების გახსნის გასაღები იყოს.

ათწლეულების წინ, გერმანიის ერთ-ერთი საუნივერსიტეტო საავადმყოფოს ონკოლოგიურ განყოფილებაში ახალბედა ექიმებს, ხშირად გვიწევდა პაციენტებისთვის გულსატკენი გზავნილის გადაცემა: „აღარ დაგვრჩა მკურნალობის ვარიანტი, რომელიც შეგვიძლია შემოგთავაზოთ.“ მაშინ შორსწასული კიბოს წინააღმდეგ ჩვენი მთავარი იარაღი ქიმიოთერაპია და სხივური თერაპია იყო. ზოგჯერ ისინი ეფექტიანი იყო, მაგრამ უმეტესად იმ განკურნებას ვერ იძლეოდა, რომლის იმედიც ბევრს ჰქონდა.

დღეს კიბოს მკურნალობის სურათი ძირეულად შეიცვალა. მოწმე გავხდით ახალი პრეპარატების გამოჩენისა, რომლებიც მაღალი სიზუსტით სიმსივნის ზრდას უმიზნებს. ზოგიერთი კიბო, რომელიც ადრე განუკურნებლად ითვლებოდა, შორსწასულ სტადიაზეც კი უკვე კონტროლდება. თუმცა მეტასტაზური კიბოს მქონე პაციენტების უმრავლესობისთვის უაღრესად ეფექტიანი თერაპიის დაპირება კვლავ მიუწვდომელი ოცნებაა.

მაშ, რატომ რჩება შორსწასული კიბოს მქონე პაციენტების განკურნება გამონაკლისად, მიუხედავად იმისა, რომ კვლევებში ყოველწლიურად მილიარდობით დოლარის ინვესტიცია იდება?

პასუხი კიბოს ბუნებაშია. კიბო დროთა განმავლობაში ჯანმრთელ უჯრედებში შემთხვევითი გენეტიკური ცვლილებებისგან, მუტაციებისგან წარმოიქმნება. მუტაციები შეიძლება ცხოვრების წესის არჩევანმა, ოჯახურმა მიდრეკილებამ, ხანგრძლივად არსებულმა ჯანმრთელობის პრობლემებმა ან სახიფათო ქიმიური ნივთიერებების ზემოქმედებამ გამოიწვიოს. მათი დაგროვებისას მუტირებული უჯრედები კიბოს წარმომქმნელ ერთეულებად გარდაიქმნება.

ამ შემთხვევითობიდან ორი შედეგი გამომდინარეობს:

• პირველი: ყოველი კიბო ისეთივე უნიკალურია, როგორც ადამიანი, რომელსაც ის შეეხო, რაც ნიშნავს, რომ ერთი და იმავე სახეობის კიბოს დიაგნოზის მქონე ადამიანების მხოლოდ ნაწილს აქვს საერთო მუტაციები.
• მეორე: ყოველი სიმსივნე მილიარდობით განსხვავებული უჯრედის რთული ქსოვილია, რომელიც მუდმივად სწავლობს ადაპტაციას, იმუნური სისტემისთვის თავის არიდებას და მის წინააღმდეგ გამოყენებული სამკურნალო სტრატეგიებისთვის წინააღმდეგობის გაწევას.

მაგრამ ამ მოუხელთებელი მტრების დასამარცხებლად ხომ არ შეგვიძლია სხვა პერსონალური და მუდმივად შემსწავლელი ძალა — ჩვენი იმუნური სისტემა გამოვიყენოთ?

ორგანიზმის თავდაცვითი მექანიზმი საოცარი უნარების მქონე მილიარდობით უჯრედისგან შედგება. მათ შორის გამოირჩევა T უჯრედები, ბუნების ფხიზელი მცველები, რომლებიც ორგანიზმში მუდმივად პატრულირებს. თუმცა ჩვენი იმუნური სისტემა ევოლუციურად გარე საფრთხეებთან — ვირუსებსა და ბაქტერიებთან — საბრძოლველადაა დაპროგრამებული და არა შიგნიდან წარმოქმნილი მუტაციების წინააღმდეგ. შედეგად, ჩვენი იმუნური თავდაცვის ყურადღებას მუტაციების მხოლოდ მცირე ნაწილი იპყრობს.

ახლა წარმოიდგინეთ მომავალი, როდესაც მოთხოვნის შესაბამისად კიბოს პერსონალიზებული ვაქცინების შექმნა შესაძლებელი იქნება. ისინი თითოეული პაციენტის უნიკალური კიბოს მუტაციების ზუსტად გადასაცემად სპეციალურად შეიქმნება და „იძებნება“ პლაკატივით იმოქმედებს, რომელიც იმუნურ უჯრედებს სიმსივნეზე მრავალმხრივი შეტევის დაწყებას დაავალებს.

ის, რაც 30 წლის წინ ჩვენი პაციენტების საწოლთან მხოლოდ ხედვა იყო, ახლა ჩვენი და სხვების ინტენსიური კლინიკური კვლევების ყურადღების ცენტრშია.

სხვადასხვა სფეროში დაგროვილმა სამეცნიერო და ტექნოლოგიურმა პროგრესმა ამ გზას ზურგი გაუმაგრა.

(აღწერს, როგორ მუშაობს BioNTech-ში შემუშავების პროცესში მყოფი კიბოს ვაქცინა)

თითოეული პაციენტის კიბოს გენეტიკური სტრუქტურის მცირე ბიოფსიიდან, მაღალი გარჩევადობითა და რამდენიმე საათში გაშიფვრა ახალი თაობის სეკვენირების ტექნოლოგიებით DNA-ის წაკითხვის გზით გახდა შესაძლებელი. ახალი, ფართოდ ხელმისაწვდომი გამოთვლითი სიმძლავრე ამ სეკვენირების მიერ წარმოქმნილი უზარმაზარი მონაცემების დამუშავებაში გვეხმარება. ვიყენებთ მოწინავე მონაცემთა ანალიზს და ხელოვნური ინტელექტის (YZ) ალგორითმები ყველაზე მნიშვნელოვან მუტაციებად მიჩნეულის გამოვლენაში გვეხმარება. შემდეგ ეს მუტაციები საფუძვლად ედება „იძებნება“ პლაკატს, რომელიც ვაქცინაში არსებული საინფორმაციო RNA-ის (mRNA) მეშვეობით უჯრედებს ეგზავნება. RNA ჩვენი სასურველი ვაქცინის პლატფორმა და ბუნების უძველესი მაცნეა. მისი სწრაფად დაპროექტება, მორგება და წარმოება რამდენიმე კვირაშია შესაძლებელი. კიბოს მქონე პაციენტებისთვის დრო ხომ გადამწყვეტია.

კიბოს პერსონალიზებული ვაქცინის კანდიდატები ამჟამად მკაცრ ტესტირებას გადის და მათზე წვდომა კონტროლირებადი კლინიკური კვლევებით შემოიფარგლება. ამ კვლევებმა პაციენტების მცირე რაოდენობაში აჩვენა, რომ შესაძლებელია შერჩეული მუტაციების მიხედვით სიმსივნური უჯრედების ამომცნობი T უჯრედების გააქტიურება და გამრავლება — რაც იმუნური სისტემის კიბოსთან ბრძოლის მნიშვნელოვანი წინაპირობაა. მელანომისა და პანკრეასის კიბოს ბოლო კლინიკურმა კვლევებმა ოპერაციის შემდეგ განმეორების რისკის შემცირებაში პერსონალიზებული mRNA ვაქცინების შესაძლო სარგებელი აჩვენა. მკვლევრები ასევე ატარებენ უფრო დიდ კვლევებს, რომლებიც ზოგიერთი კიბოს დროს ამ ვაქცინებს არსებული მკურნალობის სტანდარტებს ადარებს. მომდევნო წლებში მიღებული მონაცემები შემუშავების პროცესში მყოფი პერსონალიზებული ვაქცინების უსაფრთხოებისა და ეფექტიანობის შესახებ ინფორმაციას მოგვცემს.

ტექნოლოგიური და სამეცნიერო პროგრესი ხშირად პარალელურ, განცალკევებულ სფეროებში ხდება, მაგრამ მათი გაერთიანების შედეგი შეიძლება გარდამტეხი იყოს. mRNA-ისა და ხელოვნური ინტელექტის შერწყმა ასეთი გაერთიანების მაგალითია და პაციენტზე ორიენტირებული გარდამქმნელი სამედიცინო გადაწყვეტილებების საფუძვლის შექმნით შესაძლოა მედიცინაში ახალი ეპოქის დაწყებას მოასწავებდეს.

გვჯერა, რომ YZ კიბოს პერსონალიზებული ვაქცინებისა და პრეპარატების შექმნაში სულ უფრო მნიშვნელოვან როლს შეასრულებს. YZ ალგორითმებს დიდი გენომური მონაცემთა ნაკრებების სწრაფი ანალიზი და ისეთი კანონზომიერებებისა და კორელაციების აღმოჩენა შეუძლია, რომლებიც ტრადიციულ მეთოდებს შეიძლება გამორჩეს. ასეთი სწრაფი და ზუსტი ანალიზი განსაკუთრებით სასარგებლოა პაციენტის სიმსივნის მრავალ გენეტიკურ ვარიაციას შორის შესაბამისი კიბოს მუტაციების ძიებისას. კიბოს გლობალური მონაცემთა ბაზების ზრდასთან ერთად თითოეული პაციენტის მუტაციების შერჩევისა და ვაქცინის დიზაინის პროგნოზები, სავარაუდოდ, მუდმივად გაუმჯობესდება.

უაღრესად მრავალმხრივი mRNA თავისი მოლეკულური თვისებებით მინიატურიზებულ, პარალელიზებულ და ავტომატიზებულ საწარმოებში სწრაფი და მასშტაბირებადი წარმოების საშუალებას იძლევა. პარალელიზებული წარმოება ტრადიციულ საამწყობო ხაზს შლის და ერთდროულად სხვადასხვა პროდუქტის შექმნას ხდის შესაძლებელს. ჩვენთვის mRNA-ზე დაფუძნებული წარმოების ეს თვისებები ქმნის საფუძველს, რომ ჭეშმარიტად პერსონალიზებული მედიკამენტები ერთ დღეს ფართოდ ხელმისაწვდომი გახდეს და YZ-ის დახმარებით განვითარებული სამეცნიერო ცოდნა დროულად პრაქტიკაში გადავიდეს. ამ ტექნოლოგიების კომბინაციამ შეიძლება პაციენტის სიმსივნის მუტაციური პროფილის ცვლილებისას პერსონალიზებული mRNA ვაქცინების სწრაფი მორგება გახადოს შესაძლებელი.

გვჯერა, რომ სამედიცინო კვლევებში YZ-ისა და mRNA-ის მსგავსი ტექნოლოგიების გაერთიანება მიკროჩიპების Moore-ის კანონის პარალელურ, გარდამქმნელ ეპოქას იწყებს.

როგორც Moore-ის კანონი გამოთვლითი სიმძლავრის ექსპონენციალურ ზრდას წინასწარმეტყველებდა, ახლა მსგავსი აჩქარების მოწმე ვართ, რომელსაც გადაუდებელ, მაგრამ დაუკმაყოფილებელ სამედიცინო საჭიროებებზე პასუხი შეუძლია. თუმცა ერთი განსხვავებაა: ახალი ცოდნის წარმოქმნისა და ტექნოლოგიური დაბრკოლებების გადალახვის სიჩქარე უსწრებს ახალი თერაპიების შექმნისა და დამტკიცების ჩვენს შესაძლებლობას წამლის განვითარების, კლინიკური პრაქტიკისა და მოვლის არსებული პარადიგმების ტრადიციულ მარეგულირებელ და პროცედურულ სისტემებში.

ამიტომ მეცნიერებს, მთავრობებს, საზოგადოებრივი ჯანდაცვის სექტორებსა და საზოგადოებებს მოვუწოდებთ, თავიდან აიცილონ მზარდი სხვაობა იმას შორის, რაც არსებული ცოდნითა და ტექნოლოგიური პროგრესით შესაძლებელია, და პაციენტებისთვის შეთავაზებულ მკურნალობის ვარიანტებს შორის.

ყოველივე ამის გათვალისწინებით, რამდენად შორს ვართ კიბოს პერსონალიზებული ვაქცინების სამედიცინო მომავლისგან?

ჯერ კიდევ ადრეული ეტაპია. ნებისმიერი ახალი მკურნალობის მსგავსად, პერსონალიზებული ვაქცინის კანდიდატებმაც კლინიკური განვითარების ეტაპები უნდა გაიაროს და არსებულ თერაპიებთან შედარებით უკეთესი ეფექტიანობა დაამტკიცოს. კიბოს ზოგიერთი შერჩეული სახეობისთვის ამ თერაპიების პირველ დამტკიცებასა და დანერგვას 2030 წლამდე ველით. მომდევნო ათწლეულში შეიძლება ტექნოლოგიებზე დაფუძნებული გარდაქმნის მოწმე გავხდეთ, რომელიც პერსონალიზებულ თერაპიებს ფართოდ ხელმისაწვდომსა და ფინანსურად მისაწვდომს გახდის.

კიბო ღრმად პერსონალური დაავადებაა და დადგა დრო, რომ მისი მკურნალობაც პერსონალური გახდეს.