От мышей к микрочипам: какое будущее у медицинской науки в Казахстане, рассказал ученый
На заседании Национального совета по науке и технологиям Президент Касым-Жомарт Токаев отметил идею формирования в Казахстане хаба клинических исследований, указав на необходимость дальнейшего изучения этого вопроса. C вопросами о перспективах клинических исследований в мире и в Казахстане Tengri Life обратилась к президенту Академии профилактической медицины, члену Американской ассоциации здравоохранения Алмазу Шарману.
Как объяснил ученый, клинические исследования - это область медицинской науки, которая направлена в основном на создание и испытания новых лекарств и методов диагностики болезней. Много лет работая в данной области, Шарман отметил, что это чрезвычайно ресурсоемкая, трудоемкая и жестко регулируемая отрасль знаний. Однако важность ее трудно переоценить.
Зачем Казахстану развиваться в сфере клинических исследований?
"Сейчас клинические исследования - это обычно тщательный подбор молекул, являющихся кандидатами на роль будущего лекарства, их тестирование вначале на мышах и других экспериментальных животных, а затем проведение нескольких фаз клинических испытаний на людях. Это несколько лет сбора и анализа данных при строгом соблюдении этических требований. Важным условием является наличие соответствующей технологической базы и доступность значительных ресурсов", - пояснил ученый.
До последнего времени лидером в области клинических исследований на постсоветском пространстве была Россия. Однако, по словам Алмаза Шармана, учитывая геополитические реалии, крупные фармацевтические и биотехнологические компании стали обращать свои взоры на другие страны. Для Казахстана открылись уникальные возможности, связанные не только с перспективами интеллектуальных инноваций, но и с развитием качественного человеческого капитала путем подготовки высокопрофессиональных клинических исследователей.
Шарман уточнил, что его академия вместе с казахстанскими клиниками участвует в исследовании нового лекарства от ожирения, способного эффективно управлять нарушениями со стороны сердца, печени и почек.
"В Казахстане такой крупномасштабный проект проводится впервые. В процессе задействованы ученые и клиницисты из 36 стран мира, и он сопровождается интенсивным обучением наших специалистов, а также их профессиональным обменом с зарубежными коллегами", - рассказал ученый.
Исследование рассчитано на 2 года. В результате, по словам Шармана, Казахстан потенциально получит доступ к инновационному лекарству от распространенных хронических болезней, а кроме того, это даст профессиональный рост нашим специалистам и молодым врачам. То есть, по сути, речь идет о зарубежных инвестициях в человеческий капитал, причем на взаимовыгодных условиях.
Изображение сгенерировано при помощи нейросети Midjourney
О каком хабе клинических исследований говорил Токаев?
Комментируя слова Президента о хабе клинических исследований, Шарман пояснил, что речь идет об инфраструктуре, а именно о строительстве и оснащении специальных клиник и лабораторий. На это могут потребоваться годы и огромные ресурсы. Однако чаще всего для проведения клинических исследований не требуется особых технологических условий, а предпочтительным является изучение новых лекарств в реальных условиях надлежащей клинической практики, считает Алмаз Шарман.
"Заказчиков клинических исследований, коими обычно являются транснациональные фармацевтические и биотехнологические компании, в большей степени интересует способность ученых правильно формулировать научную гипотезу, разрабатывать детальный, логично-выстроенный протокол, подбирать и привлекать пациентов в качестве кандидатов на исследование, а также умение применять современные методы статистического анализа. Следует признать, что наличие таких ресурсов в Казахстане крайне ограничено, и думается, что именно в это необходимо направлять инвестиции", - порекомендовал ученый.
Изображение сгенерировано при помощи нейросети Midjourney
Какие направления клинических исследований перспективны для Казахстана?
Нынешняя модель клинических исследований, как описывает Шарман, претерпевает кардинальные изменения.
"Будущее - за применением искусственного интеллекта, который призван заменить большинство из вышеперечисленных дорогостоящих и трудоемких этапов. ChatGPT-4 (Co-pilot), Claude3, Gemini 1,5 уже сейчас способны не только помочь в автоматизации подбора пациентов, но и в разработке протоколов исследований, а также в статистическом анализе результатов.
Буквально на днях при подготовке протокола для одного важного клинического исследования я применил все три перечисленные платформы искусственного интеллекта. Благодаря этому работа над протоколом заняла у меня лишь пару дней, в отличие от нескольких месяцев, как это было раньше. Почему я применил три платформы? Дело в том, что каждая из них предоставляла уникальные, но взаимодополняющие модели. У меня создалось впечатление, что ChatGPT, Claude и Gemini отличались не только особенностями интеллекта, но и характером, индивидуальностью, степенью интерактивности. Перспективы использования таких платформ в медицинской науке поражают воображение", - поделился Алмаз Шарман.
Более того, по его словам, искусственный интеллект способен в сотни раз ускорить процесс подбора химических формул в качестве кандидатов на будущее лекарство. Считается, что в предстоящие 5-10 лет, чтобы испытывать лекарства, такие технологии позволят вообще отказаться от опытов на лабораторных животных и даже человеке.
"Применяя виртуальные, а иногда и физические сенсоры, станет возможным симулировать восприятие биологических существ на те или иные химические формулы и даже имитировать участие генетически идентичных близнецов", - уточнил ученый.
Шарман отметил технологию AlphaFold, недавно разработанную DeepMind – дочерней компанией Google. Она позволяет предсказывать изменения трехмерной структуры белковых молекул в зависимости от внешних воздействий. По существу, данная технология искусственного интеллекта заменяет целую биологическую отрасль, на которую до последнего времени тратились миллиарды долларов.
"Теперь изучение и разработка лекарств, влияющих на белковые молекулы, требуют лишь правильно поставленных задач и скоростного доступа к платформе искусственного интеллекта. Думается, что будущее так называемых "хабов клинических исследований" именно за такими технологиями.
Безусловно, для клинических исследований с применением искусственного интеллекта сохраняются требования глубоких биологических и медицинских знаний. Это важно, прежде всего, чтобы правильно ставить задачи с учетом истинных приоритетов здравоохранения. Поэтому будут необходимы серьезные инвестиции в подготовку таких специалистов", - спрогнозировал Шарман.
Изображение сгенерировано при помощи нейросети Midjourney
Во что стоит инвестировать Казахстану?
Конкурентные преимущества для Казахстана, по словам ученого, могут заключаться в развитии энергоемких дата-центров, крайне необходимых для вычислительных возможностей искусственного интеллекта.
"Это чрезвычайно перспективное направление инвестиций. Отмечу, что дата-центры для искусственного интеллекта не имеют отношения к эфемерным криптовалютам. В данном случае речь идет о реальных интеллектуальных ценностях, дающих осязаемые, практические, социально значимые результаты, например, создание новых лекарств от распространенных болезней", - уточнил Шарман.
Ученый привел в пример Microsoft, который каждые три дня создает новые дата-центры. Чтобы их обслуживать, США уже в 2024–2025 году планируют ввести в строй 20 крупных газо-энергетических комплексов. По разным оценкам, к 2028 году обслуживание новых дата-центров для искусственного интеллекта потребует столько энергии, сколько сейчас потребляют такие страны, как Бангладеш.
"Поистине в мире наступает "золотой век" для газовой и возобновляемой энергетики. Являясь одной из крупнейших энергетических держав со своей солнечной территорией, Казахстан мог бы активно участвовать в строительстве энергоемких дата-центров", - сказал ученый.
На вопрос о том, не превратится ли Казахстан в "бензоколонку" для искусственного интеллекта, Шарман заверил, что это не так.
"Созданием дата-центров для искусственного интеллекта сегодня занимаются передовые в технологическом развитии страны. По данным на 12 апреля, в США уже построено около 5500 дата-центров, причем по скорости их возведения США более чем в 10 раз опережает своих ближайших конкурентов, таких как Германия (522 дата-центра), Великобритания (517), Китай (449), Канада (336), Франция (315), Австралия (306), Нидерланды (300).
И дело здесь не только в доступности энергии, особенно возобновляемой, а, скорее, в конкурентной борьбе за будущее распределение вычислительных мощностей. А это зависит от составляющих технологическую основу дата-центров микрочипов. Их капитализация в последнее время растет с экспоненциальной скоростью", - пояснил ученый.
Для примера ученый отметил, что за последние 10 лет акции крупнейшего американского производителя микрочипов Nvidia выросли на 4000 процентов.
Создавая на своей территории дата-центры, Казахстан, по словам Алмаза Шармана, мог бы активно участвовать в формировании рыночных предложений, касающихся не только вычислительных мощностей, но и самих микрочипов.
"И это не говоря даже о конкретных проектах, связанных с применением искусственного интеллекта, таких как клинические исследования, направленные на создание инновационных методов диагностики и лечения болезней. Благодаря этой новой парадигме мы поистине становимся свидетелями трансформации медицинской науки от использования экспериментальных мышей к применению микрочипов и мобилизации искусственного разума", - заключил ученый.