Symulacje w dziedzinie zdrowia i medycyny

Celem osób zajmujących się zawodowo zdrowiem i medycyną człowieka jest ratowanie ludzkiego życia oraz poprawienie jego jakości. Osoby te szukają rozwiązań problemów medycznych, jednak nie mogą prowadzić ryzykownych eksperymentów, które mogłyby przynieść odwrotny skutek. Jednocześnie, nie chcą, aby wypracowanie skutecznego rozwiązania trwało zbyt długo, w momencie, gdy chodzi o ludzkie życie.

Kiedy prawdziwe eksperymenty mogłyby być zbyt śmiertelne lub zbyt wolne, możliwe jest wykorzystanie symulacji komputerowych.

Rządowe organizacje zdrowia wykorzystują symulacje, aby przewidzieć wpływ choroby zakaźnej na społeczeństwo. Takie prognozy pomagają im przygotować się na sytuacje zagrożenia oraz wydać odpowiednie zalecenia.

Symulacja poniżej pokazuje, jak epidemia może wpływać na społeczeństwo. Wybróbuj różne infekcje i parametry populacji, aby zobaczyć co się zmieni.

Podczas pandemii COVID-19 w 2020 naukowcy z całego świata tworzyli symulacje, aby lepiej zrozumieć skutki panującej pandemii.

W dniu 16 marca 2020 pojawiła się jedna z najbardziej istotnych publikacji naukowych, która pokazała prognozy postępu epidemii w oparciu o różne działania zapobiegawcze.

Wyniki tych symulacji zostały zauważone przez rząd oraz prasę i prawdopodobnie wpłynęły na wprowadzone obostrzenia, dotyczące nakazu zostania w domu. ${}^1$‍

Firmy farmaceutyczne przeznaczają znaczną część swojego rocznego budżetu na badania i rozwój nowych leków. Przeprowadzona w 2013 roku analiza pokazała, że duże firmy farmaceutyczne wydały średnio 5 miliardów dolarów na każdy lek, który wprowadziły na rynek.${}^2$‍

Na szczęście, firmy farmaceutyczne wykorzystując obecnie symulacje komputerowe, aby przyspieszyć proces rozwoju leków. Według komisarza FDA w 2017 roku "Prawie 100 procent wszystkich wniosków o wprowadzenie nowych leków dla nowych cząsteczek zawierało elementy modelowania oraz symulacji."${}^3$‍

We wspomaganym komputerowo projektowaniu leków, chemicy obliczeniowi wykorzystują modele komputerowe, aby zidentyfikować potencjalny cel leku z ogromnej bazy danych struktur chemicznych cząsteczek. Wyniki mogą być dalej modyfikowane przez modelowanie komputerowe, które przewiduje właściwości kandydata na nowy lek lub symuluje jego oddziaływania z cząsteczkami docelowymi. Kiedy chemicy zidentyfikują obiecującą cząsteczkę docelową, inny chemicy mogą przeprowadzić jej syntezę i przetestować potencjalny lek w laboratorium.

Często, proces tworzenia leku wymaga przeprowadzenia wielokrotnych iteracji, aby znaleźć dostatecznie obiecujący lek do późniejszych badań klinicznych, jednak wspomagany komputerowo proces projektowania leków znacznie zwiększył szybkość ich odkrywania.

Kiedy lek zostanie wybrany do kolejnego etapu badań klinicznych, firmy farmaceutyczne wykorzystują symulacje komputerowe, aby zoptymalizować zaprojektowane badanie kliniczne. Symulacje pomagają w określeniu takich cech badań klinicznych, jak optymalna dawka i schemat leczenia, wpływ kryteriów włączania/wyłączania pacjentów na ostateczny wynik, czy minimalna długość oraz ilość badań klinicznych.

Ponieważ zaoszczędzenie czasu może przynieść firmom farmaceutycznym miliardy dolarów zysku, pojawia się coraz więcej firm, które rozwijają oprogramowania wspomagające projektowanie leków oraz badań klinicznych.

🙋🏽🙋🏻‍♀️🙋🏿‍♂️Czy masz jakieś pytania na ten temat? Chętnie na nie odpowiemy - wystarczy zadać pytanie w poniższym dziale pytań!