Unijni naukowcy tworzą wirtualne laboratorium do leczenia HIV
Unijni naukowcy opracowali wirtualne laboratorium, aby pomóc lekarzom na całym świecie dopasować leki do potrzeb pacjentów i opracować skuteczniejsze metody leczenia HIV - wirusa wywołującego AIDS oraz inne choroby zakaźne. Źródłem unijnego wsparcia dla badań był projekt VIROLAB (Wirtualne laboratorium wspomagające proces decyzyjny w leczeniu chorób wirusowych), który otrzymał 3,3 mln EUR z tematu "Technologie społeczeństwa informacyjnego" (IST) Szóstego Programu Ramowego (6PR). VIROLAB, którego udostępnienie w Internecie zaplanowano przed końcem 2010 r., wykorzystuje najnowsze osiągnięcia w uczeniu maszynowym, wybieraniu danych, informatyce sieciowej, modelowaniu i symulacji, aby przekuć treść milionów artykułów ukazujących się w czasopismach naukowych, baz danych i historii choroby pacjentów na wiedzę, którą można skutecznie wykorzystać do leczenia choroby. Siedem szpitali już korzysta z wirtualnego laboratorium, aby zapewnić zindywidualizowane leczenie pacjentom zarażonym wirusem HIV i rozwiązanie to budzi powszechne zainteresowanie jako bardzo skuteczne narzędzie wspomagające proces decyzyjny lekarza. "VIROLAB wyszukuje nowe ścieżki leczenia poprzez łączenie różnego rodzaju danych, począwszy od informacji genetycznych i interakcji molekularnych w organizmie mierzonych w nanosekundach, a skończywszy na socjologicznych interakcjach na poziomie epidemiologicznym, obejmując całe lata postępu choroby" - wyjaśnia Peter Sloot, naukowiec-informatyk z Uniwersytetu Amsterdamskiego w Holandii, koordynator projektu VIROLAB. Wirus HIV, podobnie jak inne wirusy, stwarza ogromne problemy ze względu na częste mutacje i umiejętność szybkiego osiągnięcia odporności na leki. Dlatego lekarze muszą wiedzieć, które leki mogą być skuteczne w spowolnieniu postępu choroby, uwzględniając szczep wirusa, historię choroby pacjenta, informacje genetyczne, a nawet czynniki socjologiczne. "To jak zamek i klucz" - mówi profesor Sloot. "Leki to klucze wykonane tak, aby pasowały do pewnych zamków, które są częścią wirusów. Jeżeli zmieniają się zamki, to klucze przestają pasować, a każdy zamek wygląda inaczej u każdego pacjenta. Dlatego potrzebna jest nam medycyna zindywidualizowana." System stale przeszukuje połączone z siecią bazy danych wirusologicznych, immunologicznych, klinicznych, genetycznych i doświadczalnych oraz czerpie informacje z artykułów ukazujących się w czasopismach naukowych, jak również z innych źródeł. Następnie dane są przetwarzane, aby nadać im odczytywane maszynowo znaczenie semantyczne i analizowane w celu opracowania modeli prawdopodobnych skutków, jakie wywołają różne leki u danego pacjenta. Każdy lek jest następnie klasyfikowany wedle przewidywanej skuteczności w świetle historii choroby pacjenta, a informacje są podawane za pośrednictwem prostego w użyciu interfejsu internetowego. System odnotowuje wszystkie kroki podejmowane przez siebie i lekarza, aby znaleźć odpowiedni lek dla pacjenta i umożliwia porównanie z przypadkami innych pacjentów, którzy mogą mieszkać kilka ulic albo kilka tysięcy kilometrów dalej. Co więcej może wygenerować modele symulujące prawdopodobny proces rozprzestrzeniania się i postępu różnych mutacji wirusów na podstawie nie tylko danych medycznych, ale również informacji socjologicznej. "Powiedzmy, że rząd może przeznaczyć 500 mln EUR na badania naukowe nad wirusem HIV i chce wiedzieć, czy powinny się one skupiać na finansowaniu opracowania nowych leków czy na działaniach prewencyjnych, my możemy powiedzieć, co będzie skuteczniejsze" - podkreśla profesor Sloot. Jak mówi, skoncentrowanie się projektu na wirusie HIV wynika ze skali i wagi epidemii AIDS oraz bogactwa informacji na temat tej choroby. Odporność wirusa HIV na leki jest jednym z niewielu obszarów medycyny, w którym informacje genetyczne są szeroko wykorzystywane od wielu, wielu lat. Profesor Sloot i inni partnerzy VIROLAB sprawdzają obecnie, w jaki sposób program mógłby zostać wykorzystany do tworzenia zindywidualizowanych rankingów leków, doskonaląc leczenie osób cierpiących na inne choroby. Badania te są prowadzone w ramach finansowanego ze środków unijnych projektu DYNANETS (Obliczanie cech rzeczywistych zjawisk w dynamicznie zmieniających się, złożonych sieciach), który bada dynamikę leków u osób zarażonych wirusem grypy H1N1 oraz koinfekcjami, obok odpornego na leki wirusa HIV. Dofinansowanie projektu DYNANETS wynosi 2,41 mln EUR.