Πώς η εταιρία πληροφορικής με αιχμή του δόρατος το τμήμα Επιστήμης των Υπολογιστών του Virginia Tech κάνει επίθεση μέσα από ένα «σύννεφο» σε όλες τις θανατηφόρες ασθένειες γενετικής προέλευσης
Από τη
Δήμητρα Αθανασοπούλου
Φανταστείτε ότι το γενετικό υλικό σας είναι αποθηκευμένο σε ένα «σύννεφο» (cloud) και μάλιστα κρυπτογραφημένο, με εσάς να κρατάτε τους κωδικούς. Εχετε ήδη αναλύσει και γνωρίζετε όλες τις ασθένειες στις οποίες έχετε γενετική προδιάθεση. Τα στοιχεία αυτά είναι διαθέσιμα -ανωνύμως- σε ερευνητικά κέντρα, προκειμένου να «σπάνε» τους γενετικούς συσχετισμούς σειράς ασθενειών. Εφόσον νοσήσετε -ή ακόμη και προτού συμβεί αυτό-, οι θεράποντες ιατροί αναπτύσσουν την κατάλληλη εξατομικευμένη θεραπεία για την περίπτωσή σας και όχι μόνο παρακολουθούν σε πραγματικό χρόνο την εξέλιξη κακοηθειών, αλλά είναι σε θέση να γνωρίζουν πού και πότε μπορεί να εμφανιστεί μετάσταση.
Πρό των πυλών
Ισως όμως και να μη νοσήσετε τελικά, εφόσον οι επιστήμονες καταφέρουν να επαναπρογραμματίσουν την έκφραση των «ένοχων» γονιδίων. Το τέλος του καρκίνου -και άλλων θανατηφόρων ασθενειών- βρίσκεται προ των πυλών. Το σενάριο, που δεν αποτελεί επιστημονική φαντασία, μπορεί πλέον να πραγματοποιηθεί εντός της επόμενης δεκαετίας!
Με αιχμή του ερευνητικού δόρατος το τμήμα Επιστήμης των Υπολογιστών του Virginia Tech και τον καθηγητή Wu Feng -βραβευμένος με το βραβείο Compute the Cure του ιδρύματος NVIDIA- αλλά και με συνεργασίες με το Cambridge και το Wellcome Τrust Sanger Institute, η Microsoft έχει… κηρύξει τον πόλεμο στον καρκίνο και άλλες ασθένειες γενετικής προέλευσης. Πρόκειται για μία ευρύτερη στροφή όλων των κολοσσών της πληροφορικής στον ιατρικό τομέα και συγκεκριμένα στη βιοπληροφορική. Για τη Microsoft η στροφή ξεκίνησε περίπου το 2005-07 με το HealthVault, ένα διαδικτυακό προσωπικό ιατρικό αρχείο για την αποθήκευση και διατήρηση ιατρικών πληροφοριών.
Ταυτόχρονα, οι ταχύτατες εξελίξεις στην ανάλυση της αλληλουχίας του ανθρώπινου DNA (είναι ενδεικτικό ότι πριν από μερικά χρόνια η διαδικασία κόστιζε 95.000.000 δολάρια, ενώ σήμερα μόνο 1.000 δολάρια και πως η ανάλυση ενός συνόλου γονιδιωματικών δεδομένων, που παλιότερα έπαιρνε δύο εβδομάδες, τώρα γίνεται μέσα σε μερικά λεπτά) κατέστησαν την πληροφορική απαραίτητο «συνεργό» του πειραματικού εργαστηρίου κάθε ερευνητή που σέβεται τον εαυτό του. Οταν με την τεχνολογία Cloud λύθηκε και το πρόβλημα της αποθήκευσης των δεδομένων (πλέον δεν υπάρχει όριο) αλλά και της ευκολίας στην πρόσβαση των πληροφοριών, άνοιξε διάπλατα η πόρτα συνεργασίας ιατρικής και πληροφορικής.
Οι ερευνητές της Microsoft από το εργαλείο γονιδιακής ανάλυσης GATK (Genome Analysis Toolkit) μπόρεσαν να μεταπηδήσουν στην επόμενη γενιά, το SeqInCloud (ανάλυση γονιδιακής αλληλουχίας μέσα σε ένα σύννεφο). Επίσης μετέφεραν τις λειτουργίες ταχύτατης ανάλυσης του υπερυπολογιστή τους HokieSpeed σε περιβάλλον Cloud, μέσω του εργαλείου CloudFlow. Πλέον δέχονται παραγγελίες από ερευνητές όλων των ιατρικών ειδικοτήτων να τους δημιουργήσουν εξειδικευμένα προγράμματα που μπορούν να τρέχουν με αμέτρητες πληροφορίες μέσα σε ένα… σύννεφο.
Το 2011 το ερευνητικό κέντρο Microsoft Research σε συνεργασία με το ΜΙΤ, το Harvard, το Imperial και το National Cancer Research Institute απέδειξαν για πρώτη φορά ότι τα κύτταρα «φονιάδες» του ανοσοποιητικού NK παίζουν άμεσο ρόλο στην καταπολέμηση του HIV. Ηταν μόνο ένα από τα επιτεύγματα που μετρά η 20ετής ερευνητική απασχόληση της εταιρίας πληροφορικής. Της εταιρίας που τον Αύγουστο του 1981 παρουσίασε τον πρώτο «προσωπικό υπολογιστή» (pc) και καθόρισε τη σχέση μας με την πληροφορική μέσω της εισαγωγής του προγράμματος Office (1989), τα πρώτα Windows (1990), για να συνεχίσει τα τελευταία χρόνια με το Xbox, τη διεκδίκηση της πίτας της αγοράς των tablets, την εξαγορά του Skype και της Nokia.
Στον κλάδο της επιστημονικής έρευνας έχει δημιουργήσει, μεταξύ άλλων:
* Την κάμερα SenseCam (ήδη από το 1999), που αποτυπώνει καθημερινά φωτογραφίες, με σκοπό να βοηθήσει ανθρώπους με Αλτσχάιμερ να διατηρήσουν την επαφή με την πραγματικότητα.
* Το τηλεσκόπιο WorldWide (WWT) σε συνεργασία με το πανεπιστήμιο Harvard και το SkyServer, ένα αστρονομικό αρχείο που είναι γνωστό ως «ο πιο πλήρης χάρτης του ουρανού».
* Ενα πρόγραμμα για την καταγραφή όλων των γνωστών ειδών του πλανήτη.
* Τεχνολογία για την παρακολούθηση της μετανάστευσης των πτηνών.
* Εναν «ψηφιακό καταρράκτη» που αποτυπώνει σε πραγματικό χρόνο δεδομένα από τη ζωή του Ρωσικού Ποταμού στην Καλιφόρνια.
* Το σύστημα Breathing Earth System Simulator (BESS), που συνδυάζει στοιχεία από δορυφόρους, αισθητήρες και κλιματολογικά μοντέλα για να ανασυνθέσει τη χημική σύσταση της βιόσφαιρας.
* Και το παγκόσμιο σύστημα αισθητήρων FLUXNET, το οποίο καταγράφει την περιβαλλοντική μόλυνση σε 253 σημεία του πλανήτη.
Θα γίνει και επαναπρογραμματισμός κυττάρων
Η Microsoft τρέχει παράλληλα και άλλα πρωτοποριακά ιατρικά προγράμματα, όλα αποτέλεσμα της… βιοπληροφορικής στροφής των τελευταίων χρόνων. Ενας μεγάλος τομέας τέτοιων εξελίξεων είναι η ραδιολογία, στην οποία η εταιρία εργάζεται σε αλγορίθμους για την παρακολούθηση της εξέλιξης των καρκινικών όγκων. Οι ερευνητές αποσκοπούν τελικά στον επαναπρογραμματισμό των κυττάρων μας, κάτι που σημαίνει ότι θα καταφέρουν να υποκαταστήσουν το ανοσοποιητικό μας σύστημα, αποτρέποντας την εκδήλωση ασθενειών. Οπως αναφέρει ο Κρίστοφερ Ρέιλι, καθηγητής Μοριακής Φυσιολογίας στο Edward Via College of Osteopathic Medicine του Virginia Tech, η ταχύτατη ανάλυση δεδομένων στην αντιμετώπιση του Συστηματικού Ερυθηματώδους Λύκου έχει μειώσει τα ποσοστά θνησιμότητας εντός πενταετίας από 50% σε 5%. Οσον αφορά τις μεταδοτικές ασθένειες, το εργαστήριο του πανεπιστημίου Network Dynamics Simulation Science Laboratory έχει δημιουργήσει ήδη το portal PATRIC για τα αμερικανικά Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας, με σκοπό την ανάλυση όχι μόνο του γονιδιώματος του παθογόνου αλλά και την εξέλιξη και τη βιολογία της ασθένειας, την εξέλιξη της ανοσοαντίδρασης των ασθενών και την παρακολούθηση της διάδρασης μεταξύ επικίνδυνων ομάδων πληθυσμού και των ζώων φορέων που μεταδίδουν τις μολυσματικές ασθένειες. Ανάμεσα στα ιατρικά επιτεύγματα της εταιρίας περιλαμβάνεται ακόμη το Microsoft Hololens, ένας προβολέας επαυξημένης πραγματικότητας (AR), που μπορεί να αντιπαραβάλει ψηφιακές πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο, ακόμη και στη διάρκεια μιας επέμβασης.
Στην (επικερδή) μάχη μπήκαν και Apple, IBM, Google
Οι αντίπαλες εταιρίες της Microsoft δεν μένουν βεβαίως με σταυρωμένα τα χέρια απέναντι στις εξελίξεις. Πόσο μάλλον, όταν η αγορά για ογκολογικές θεραπείες που βασίζονται στην ανάλυση της γενετικής αλληλουχίας εκτιμάται ότι θα υπερβεί τα 2 δισ. δολάρια ως το 2018, ενώ η αγορά της εξατομικευμένης ιατρικής ξεπερνά ήδη τα 230 δισ. δολάρια! Η Apple, σε συνεργασία με την IBM, έχει αναπτύξει τη δική της πλατφόρμα αποθήκευσης γενετικών δεδομένων ResearchKit, τα στοιχεία της οποίας αναλύει ο υπερυπολογιστής της IBM Watson AI. Και η Google, η οποία επενδύει εδώ και χρόνια σε εταιρίες γονιδιακής ανάλυσης, έχει ήδη προσφέρει σε μεγάλα νοσοκομειακά ιδρύματα ανά τον πλανήτη φθηνό αποθηκευτικό χώρο για τα δεδομένα DNA που είναι σε θέση να διατηρήσουν. Και χρηματοδοτεί ερευνητές για να δημιουργήσουν πατέντες αναγνώρισης γονιδιακών μοτίβων που συνδέονται με διάφορες ασθένειες, που θα οδηγήσουν στην ανακάλυψη νέων φαρμάκων. Την ίδια ώρα το ερευνητικό εργαστήριο Google X δημιουργεί πληθώρα ιατρικών εφαρμογών που βασίζονται στην τελευταία λέξη της τεχνολογίας. Μεταξύ αυτών, φακούς επαφής που μετρούν τα επίπεδα της γλυκόζης στο αίμα των διαβητικών και περικάρπια που είναι σε θέση να ανιχνεύσουν καρκινικά κύτταρα!
