Technologie w leczeniu spersonalizowanym – przyszłość medycyny?

Wiele chorób, np. nowotworowych, przebiega inaczej u różnych pacjentów, a to oznacza możliwe korzyści płynące z indywidualnego podejścia do leczenia. O badaniach nad takimi terapiami opowiada dr hab. Katarzyna Krukiewicz z Wydziału Chemicznego Politechniki Śląskiej, gdzie prowadzi się zaawansowane prace nad medycyną spersonalizowaną, m.in. nad onkologią obliczeniową i indywidualnymi terapiami chorób neurologicznych.

PAP: Czy dzisiaj bardziej leczy się raczej chorobę, czy raczej człowieka?

Dr hab. inż. Katarzyna Krukiewicz, prof. PŚ z Wydziału Chemicznego Politechniki Śląskiej: To zależy, gdzie. Są miejsca na świecie, w których coraz częściej stosuje się terapie zindywidualizowane i takie, gdzie nie ma takich możliwości. Zdecydowanie chcielibyśmy iść w tym kierunku, aby móc leczyć pojedynczego pacjenta terapią opracowaną specjalnie dla niego. Jest to np. szczególnie istotne w przypadku chorób nowotworowych, które przebiegają bardzo różnie u poszczególnych osób. Dotyczy to zarówno czynników sprzyjających powstawaniu choroby, jej rozwoju, a także możliwości jej leczenia. Takie podejście jest jednak bardzo skomplikowane i czasochłonne. Tutaj, na Politechnice Śląskiej, pracujemy nad nowymi narzędziami, które pozwolą na indywidualnie podejście do leczenia każdego chorego.

Wspomniała Pani o onkologii. Czy to gałąź medycyny szczególnie otwarta na personalizację?

KK: Choroby nowotworowe są przede wszystkim bardzo powszechne. Zgodnie z informacjami podanymi przez Komisje Europejską, w 2020 r w Unii Europejskiej raka wykryto u 2,7 mln osób. Jeżeli nie zostaną podjęte zdecydowane działania, wkrótce stanie się on główną przyczyną zgonów w UE. Choroby nowotworowe to jeden z największych problemów zdrowotnych świata, na który przeznaczane są duże ilości środków – w tym na rozwój nowych metod leczenia. Jednocześnie chorób nowotworowych jest niesłychanie wiele. Nawet choroby nowotworowe tego samego narządu przebiegają często inaczej u różnych pacjentów. Dlatego skuteczna walka z nimi musi mieć podejście indywidualne.

PAP: Jakie technologie tutaj pomagają?

KK: Potrzebne jest działanie na wielu frontach. Podstawę stanowią metody z zakresu biologii molekularnej, zrozumienie mechanizmów prowadzących do powstania choroby nowotworowej, do czego wykorzystuje się m.in. sekwencjonowanie genów. Na komórkach nowotworowych mogą pojawiać się specyficzne białka, tzw. biomarkery, których analiza może pomóc nam określić rokowania pacjenta lub wybrać optymalną terapię. Możemy też zaprojektować związki, które będą oddziaływać z biomarkerami ograniczając wzrost komórek nowotworowych lub zwiększając ich podatność na chemioterapię.

Oprócz wprowadzania nowych rodzajów terapii, można również zwiększać skuteczność istniejących metod leczenia. Np. w jednej z naszych jednostek badawczych pracujemy nad procedurami skuteczniejszego podawania leków przeciwnowotworowych pacjentom. Obecnie takie leki podaje się najczęściej w postaci „koktajlu”, w którym jedne składniki mają na celu ochronę komórek zdrowych, inne działają toksycznie na komórki chore, a jeszcze inne mają za zadanie zwiększenie podatności chorych komórek na działanie leków. Pracujemy nad takim planowaniem podawania leków, aby jak najmniej szkodzić pacjentom i jednocześnie jak najskuteczniej ich leczyć. W ten sposób można przygotować najlepszy schemat leczenia dla danego pacjenta.

PP: To wymaga radzenia sobie z ogromną ilością informacji.

KK: Jeszcze jakiś czas temu eksperyment biologiczny mógł zakończyć się wynikiem tak/nie. Dzisiaj w wyniku przeprowadzenia pojedynczego badania jesteśmy w stanie zapełnić liczbami milion wersów w Excelu. Aby dobrze zinterpretować wyniki badania, trzeba więc przeanalizować niewyobrażalne ilości danych. To wszystko stało się możliwe dzięki komputerom i bioinformatyce.

PAP: Komputery uczą się także już zastępować trochę pracę lekarza, np. radiologa.

KK: To prawda, zaawansowane metody analizy obrazów od dawna pomagają lekarzom w diagnostyce pacjentów. Przykładem jest jeden z realizowanych przez nas projektów, CIRCA, który umożliwił stworzenie internetowego systemu wspierania diagnostyki obrazowej COVID-19. W oparciu o 1200 zdjęć RTG pacjentów, stworzyliśmy bazę danych, która pomaga lekarzom niebędącym radiologami, np. lekarzom dyżurującym na izbach przyjęć, we wstępnej ocenie charakteru zmian w rejonie płuc pacjentów z zaburzeniami czynności oddechowych. Korzystając ze sztucznej inteligencji jesteśmy w stanie rozróżnić zdjęcia RTG zdrowych płuc, płuc ze zmianami charakterystycznymi dla zapalenia płuc w COVID-19 oraz ze zmianami charakterystycznymi dla innych stanów zapalnych płuc (bakteryjnych i wirusowych). System CIRCA jest dostępny w Internecie https://covid.aei.polsl.pl/ i można z niego korzystać nieodpłatnie z każdego miejsca na świecie.

Czytaj więcej: Eksperci: pacjent z SM powinien mieć dostęp do wysoko efektywnych terapii od razu po diagnozie