Todos os dias, um novo algoritmo parece permitir aos computadores diagnosticar doenças com uma precisão sem precedentes. E isso reforça as previsões de que uma IA em breve substituirá os médicos (pelo menos em parte).
E se os computadores pudessem substituir os pacientes também? Se os pacientes virtuais pudessem substituir pessoas reais em algum estágio de um teste de drogas, por exemplo, eles poderiam acelerar o desenvolvimento? E se houvesse um "medicamento de silicone"?
Da mesma forma, vacinas potenciais que provavelmente não funcionariam poderiam ser "administradas" a pacientes virtuais. Esse processo reduziria o tempo e os custos do teste e evitaria testar “candidatos” perigosos em voluntários vivos.
O remédio do silício
É uma forma de definir a experimentação de medicamentos e tratamentos em órgãos virtuais ou sistemas corporais para prever como uma pessoa real responderá às terapias.
Pacientes reais ainda serão necessários em estudos de estágio final em um futuro próximo, mas os testes com pacientes virtuais permitirão primeiras avaliações rápidas e econômicas de segurança e eficácia, reduzindo drasticamente o número de sujeitos humanos necessários para os testes.
Como isso funciona?
Vamos começar do início: não podemos falar de pacientes virtuais sem falar de órgãos virtuais. A “modelagem” de um paciente virtual começará pela coleta de todos os dados anatômicos que virão do diagnóstico não invasivo de uma pessoa. Esses dados serão então cruzados com um modelo matemático complexo dos mecanismos que governam a função daquele órgão.
Algoritmos especiais executados em computadores poderosos (talvez computadores quânticos, daqui a pouco) resolverão as equações e incógnitas resultantes, gerando um órgão virtual que se parece e se comporta como a coisa real.
Pacientes virtuais: já estamos trabalhando em andamento
La FDA, Food and Drug Administration, o órgão dos EUA que lida com alimentos e medicamentos, já usa simulações de computador em vez de testes em humanos para avaliar novos sistemas de mamografia. A agência também publicou um guia para projetar testes de medicamentos e dispositivos que incluem pacientes virtuais.
Análise HeartFlow, um serviço baseado em nuvem aprovado pela FDA, permite aos médicos identificar doenças coronárias com base em imagens de TC do coração de um paciente. O sistema HeartFlow usa essas imagens para construir um modelo de fluxo de fluido do sangue que flui através dos vasos sanguíneos coronários, identificando assim condições anormais e sua gravidade. Sem essa tecnologia, os médicos teriam que realizar uma angiografia invasiva para decidir se e como intervir.
A experiência com modelos digitais de pacientes individuais também pode ajudar a personalizar a terapia para uma série de condições e já está sendo usada no tratamento do diabetes.
Uma abordagem que vem da engenharia
A filosofia por trás da medicina do silício e dos pacientes virtuais não é nova. A capacidade de criar e simular o desempenho de um objeto em centenas de condições de operação tem sido a base da engenharia por décadas. Por exemplo, para o projeto de circuitos eletrônicos, aviões e edifícios.
Vários obstáculos permanecem para sua ampla implementação em pesquisa e tratamento médico.
Em primeiro lugar, o poder preditivo e a confiabilidade dessa tecnologia devem ser confirmados e isso exigirá vários avanços. Isso inclui a geração de bancos de dados médicos de alta qualidade a partir de uma base de pacientes grande e etnicamente diversa composta por mulheres e homens. Refinamento de modelos matemáticos para dar conta dos muitos processos de interação no corpo. Outras mudanças nos métodos de inteligência artificial, desenvolvidas principalmente para reconhecimento de voz e imagem por computador, precisam ser estendidas para fornecer insights biológicos.
Precisamos de outra forma, mas o acabamento é magnífico
A comunidade científica e os parceiros da indústria estão tratando dessas questões por meio de iniciativas como o Projeto Coração Vivo por Dassault Systèmes, HubMAP (uma espécie de Google Maps das células) e Microsoft Healthcare NExT.
Nos últimos anos, o FDA e as autoridades regulatórias europeias aprovaram alguns usos comerciais de diagnósticos baseados em computador. No entanto, atender aos requisitos regulamentares leva tempo e dinheiro consideráveis.
Criar demanda por essas ferramentas é um desafio, dada a complexidade do ecossistema da saúde. A medicina do silício deve ser capaz de fornecer valor acessível aos pacientes, médicos e organizações de saúde para acelerar a adoção da tecnologia.
