การวิจัยที่ปราศจากสัตว์: เทคโนโลยีกำลังปูทางไปสู่อนาคตของชีวการแพทย์

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของปัญญาประดิษฐ์ (AI) นักวิทยาศาสตร์จึงค่อยๆ แทนที่โมเดลสัตว์ด้วยเทคโนโลยีที่ชาญฉลาดกว่า เร็วกว่า แม่นยำกว่า และมีมนุษยธรรมมากกว่า

การใช้สัตว์ในการวิจัยทางชีวการแพทย์มีมานานหลายศตวรรษ - รูปภาพ: AI

ข้อจำกัดของแบบจำลองสัตว์

หนู กระต่าย ลิง และสัตว์อื่นๆ อีกมากมายเป็นเพื่อนคู่ใจในห้องปฏิบัติการมาหลายชั่วอายุคน พวกมันถูกใช้เพื่อทดสอบความเป็นพิษของยา ศึกษาโรค และทดลองวิธีการรักษาใหม่ๆ อย่างไรก็ตาม หลักฐาน ทางวิทยาศาสตร์ ที่เพิ่มมากขึ้นบ่งชี้ว่าการศึกษาในสัตว์ไม่ได้สะท้อนการตอบสนองทางชีวภาพในมนุษย์อย่างแม่นยำเสมอไป

จากข้อมูลของสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (FDA) พบว่ายามากถึง 90% ที่แสดงผลการทดลองในสัตว์เป็นบวกนั้นไม่ผ่านการทดลองในมนุษย์ สาเหตุคือความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในยีน โครงสร้างทางชีวภาพ และระบบภูมิคุ้มกันระหว่างมนุษย์และสัตว์ ทำให้การถ่ายโอนข้อมูลจากสัตว์อย่างมีประสิทธิภาพเป็นเรื่องยาก

นอกจากนี้ การดูแลรักษาแบบจำลองการวิจัยสัตว์ยังต้องใช้เวลานาน มีค่าใช้จ่ายสูง และก่อให้เกิดข้อถกเถียงทางจริยธรรม นี่คือแรงจูงใจให้นักวิทยาศาสตร์มองหาทางเลือกอื่น และปัญญาประดิษฐ์ (AI) เป็นหนึ่งในแนวทางที่มีแนวโน้มดี

ปัญญาประดิษฐ์: การขัดข้อมูลและการเลียนแบบชีวภาพ

AI มีความสามารถในการประมวลผลและวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมหาศาลที่มนุษย์ไม่สามารถทำได้ในเวลาอันสั้น ในการวิจัยทางชีวการแพทย์ AI สามารถตรวจสอบเอกสารทางวิทยาศาสตร์หลายแสนฉบับ วิเคราะห์โครงสร้างโมเลกุลของสารประกอบหลายหมื่นชนิด คาดการณ์ความเป็นพิษ ประสิทธิภาพ และกลไกการออกฤทธิ์ของยาในร่างกายมนุษย์ได้โดยไม่จำเป็นต้องทดลองกับสัตว์

การศึกษาล่าสุดในสหรัฐอเมริกาแสดงให้เห็นว่า AI สามารถทำนายความเป็นพิษต่อตับของสารประกอบได้แม่นยำถึง 87% ซึ่งสูงกว่าวิธีการทดสอบในปัจจุบันหลาย ๆ วิธีอย่างมาก นักวิทยาศาสตร์ยังได้จำลอง "หนูเสมือนจริง" มากกว่า 100,000 ตัวบนระบบคอมพิวเตอร์เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของยา ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทำได้ในโลก แห่งความเป็นจริงด้วยเหตุผลทางจริยธรรมและการเงิน

นอกจากนี้ AI ยังถูกนำมาใช้ในการวิจัยวัคซีนโควิด-19 ซึ่งช่วยลดระยะเวลาในการพัฒนาได้อย่างมาก ด้วยความช่วยเหลือของ AI นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุบริเวณของโปรตีนไวรัส (เอพิโทป) ที่น่าจะกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันได้อย่างรวดเร็ว จึงสามารถออกแบบวัคซีนที่มีประสิทธิภาพได้โดยไม่ต้องใช้หนูทดลองแบบดั้งเดิมในระยะเริ่มต้น

AI ไม่ได้ทำงานโดยลำพัง แต่มักถูกนำมาผสมผสานกับเทคโนโลยีชีวภาพ เช่น ออร์แกนอยด์ เนื้อเยื่อพิมพ์ 3 มิติ หรือระบบบอดี้ออนชิป แบบจำลองเหล่านี้ใช้เซลล์ของมนุษย์เพื่อจำลองการทำงานทางชีวภาพของตับ หัวใจ สมอง... และเมื่อผสานรวมกับ AI ระบบจะสามารถวิเคราะห์ปฏิกิริยาที่ซับซ้อนของยาหรือโรคในสภาพแวดล้อมที่คล้ายคลึงกับร่างกายมนุษย์ได้

ยกตัวอย่างเช่น เนื้อเยื่อปอดเทียมที่เชื่อมต่อกับ AI เพื่อประเมินระดับการแทรกซึมของไวรัส SARS-CoV-2 ให้ผลลัพธ์เทียบเท่ากับการทดลองในหนู แต่รวดเร็วและแม่นยำกว่ามาก จากนั้น การทดสอบสามารถดำเนินการในทิศทางเฉพาะบุคคลโดยอิงจากเซลล์ต้นกำเนิดของผู้ป่วยเอง แทนที่จะใช้แบบจำลองสัตว์มาตรฐานเช่นเดิม

การสร้างยุคไร้สัตว์ในการวิจัยทางชีวการแพทย์

การผสมผสานระหว่าง AI และเทคโนโลยีชีวภาพกำลังปูทางไปสู่ยุคใหม่ของการวิจัยที่ไม่ใช้สัตว์ ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดต้นทุนและเวลา แต่ยังช่วยเพิ่มความแม่นยำในการคาดการณ์การตอบสนองต่อยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการแพทย์เฉพาะบุคคลเริ่มเป็นกระแสหลักมากขึ้น

หลายประเทศ รวมถึงสหรัฐอเมริกา ได้เริ่มผ่อนคลายกฎระเบียบที่กำหนดให้ต้องมีการทดสอบยาในสัตว์ก่อนดำเนินการทดลองทางคลินิก นี่เป็นสัญญาณที่ชัดเจนว่าโลกวิทยาศาสตร์กำลังเปลี่ยนแปลงไป ค่อยๆ ก้าวไปสู่รูปแบบการวิจัยที่มีประสิทธิภาพ มีมนุษยธรรม และทันสมัยมากขึ้น ด้วยความช่วยเหลือของปัญญาประดิษฐ์

มินห์ ไฮ

ที่มา: https://tuoitre.vn/nghien-cuu-khong-dong-vat-cong-nghe-mo-loi-cho-y-sinh-tuong-lai-20250609142417126.htm