Чтобы добиться по-настоящему персонализированной медицины, каждого реального пациента необходимо «оцифровать». Математики «Сириуса» предложили новую технологию решения этой глобальной задачи и показали ее эффективность на примере артериальной гипертонии. Благодаря разработанной программе можно будет предсказать эффективность тех или иных препаратов, не проводя дорогостоящих испытаний на людях.
Обычно цифровой двойник состоит из трех компонентов: реальный объект, его цифровая копия и система синхронизации между реальным и цифровым объектом. Виртуальная копия объекта позволяет спрогнозировать, как его реальный аналог поведет себя в тех или иных условиях и какие будут последствия.
Ученые направления «Вычислительная биология» Университета «Сириус» разработали математическую модель, умеющую предсказывать результаты лечения артериальной гипертонии – сложного мультифакторного заболевания, для лечения которого используются разные классы лекарственных препаратов.
В программу вводят имеющиеся данные пациента, после чего она создает множество виртуальных пациентов, для которых предсказывает наиболее вероятный эффект их лечения разными лекарствами. Затем программа предлагает провести дополнительные исследования, чтобы назначить самое эффективное лечение.
Специалисты сначала разработали модель сердечно-сосудистой системы человека, которая позволяла учитывать возраст, пол, вес и другие параметры. Отдельно создали модель действия существующих препаратов от гипертонии и их различных комбинаций. В итоге получилась программа, способная сопоставить эти модели и выдать прогноз, что именно и в каком соотношении будет эффективно для конкретного пациента.
«Цифровую модель пациента невозможно построить на все заболевания сразу – это слишком сложная задача. Поэтому наш подход – создать набор основных блоков, а уже из них собирать модель под заданного пациента и болезнь. Подобные модели не строятся с нуля, они всегда имеют сложную эволюционную природу. Например, данные, которые мы использовали сейчас, были получены еще в 1972 году и только сейчас специалисты поняли, что с ними можно сделать. Это последовательная и очень длительная работа, которая развивается вместе с получением новых данных о самом человеке», – отметил руководитель проекта, ведущий научный сотрудник направления «Вычислительная биология» Федор Колпаков.
Теперь ученые планируют включить в свою модель еще и генетическую предрасположенность к гипертонии. Благодаря широкому распространению генетических тестов можно узнать о предрасположенности к тем или иным заболеваниям конкретного человека. По мнению специалистов «Сириуса», если их программа будет учитывать еще и генетические особенности конкретного пациента, то программа не просто сможет спрогнозировать будут ли у человека проблемы с давлением и сосудами, а еще и укажет, когда именно это произойдет.
В «Сириусе» планируют провести клинические исследования своей технологии совместно с Национальным медицинским исследовательским центром им. В.А. Алмазова и Центром новых медицинских технологий (Новосибирск).
Результаты работы опубликованы в научном журнале Frontiers in Physiology.
