‘Kembar Digital’ Bisa Menjadi Masa Depan Pengobatan yang Dipersonalisasi

Ringkasan:

  • Para peneliti di bidang kedokteran dan teknologi informasi sedang mengembangkan “kembar digital”, atau replika perangkat lunak pasien.
  • Kembar digital Anda akan dapat membantu dokter Anda memprediksi bagaimana penyakit menular akan memengaruhi Anda dan membantu memandu keputusan tentang pengobatan — atau pencegahan — terbaik untuk penyakit itu.
  • Beberapa bentuk kembar digital terbatas sudah beroperasi, seperti pompa insulin yang memantau kadar glukosa darah secara real-time.

Bayangkan jika ada replika perangkat lunak yang dirancang agar identik dengan Anda yang dapat digunakan dokter Anda untuk memprediksi bagaimana Anda akan bereaksi jika terkena penyakit menular atau menentukan apakah Anda akan mendapat manfaat dari perawatan atau pembedahan tertentu.

Jika Anda memiliki “kembaran” jenis ini, kondisi kesehatan dapat diprediksi dan rekan digital Anda dapat diujicobakan untuk menemukan cara terbaik untuk mengobati—atau bahkan mencegah—penyakit.

Para peneliti tertarik untuk mengembangkan kembar digital yang dapat mengintegrasikan fisiologi dan imunologi manusia yang diketahui dengan data klinis pasien secara real-time, kemudian menghasilkan prediksi tentang apa yang akan terjadi selama infeksi virus, seperti COVID-19.

Apa itu Kembar Digital?

“Kembaran digital” adalah program perangkat lunak yang dimulai dengan informasi dasar tentang pasien, seperti jenis kelamin, usia, etnis, tinggi badan, berat badan, tekanan darah, merokok, obat resep, kondisi yang sudah ada sebelumnya, riwayat keluarga, dan pekerjaan.

Untuk menenun informasi kesehatan, Sluka mengatakan bahwa “data kemudian dapat ditambah dengan tes klinis dasar seperti kolesterol serum, gula darah, atau data lain yang telah dikumpulkan dokter untuk pasien. Hingga saat ini, data yang dikumpulkan sama dengan yang telah dikumpulkan oleh dokter.”

Bagaimana Kembar Digital Dapat Digunakan

James A. Glazier, PhD, profesor Teknik Sistem Cerdas di Sekolah Komputasi dan Teknik Informatika Universitas Indiana, dan Direktur Institut Biokompleksitas sekolah, mengatakan kepada Verywell bahwa sebagai sebuah konsep, kembar digital telah ada “selama 30 atau 40 tahun sekarang, terutama di bidang teknik.”

Misalnya, mesin jet pada pesawat penumpang memiliki replika komputer yang secara terus-menerus memprediksi apa yang seharusnya dilakukan oleh mesin sebenarnya dan membandingkan prediksi tersebut dengan perilaku mesin sebenarnya. Glazier mengatakan bahwa “dengan mencari penyimpangan dari perilaku yang diharapkan, mereka dapat memprediksi kegagalan.”

Bisakah Istilah Pencarian Google Memprediksi Hotspot COVID-19?

Membuat Prediksi, Menentukan Pengobatan

Jika seorang pasien manusia memiliki kembaran digital, itu dapat membantu dokter memprediksi seperti apa reaksi kekebalan orang tersebut terhadap infeksi virus atau kondisi medis lainnya. Berbekal masukan itu, dokter kemudian dapat menjalankan eksperimen yang dapat dikontrol pada si kembar. Berdasarkan hasil, yang akan menunjukkan kemungkinan hasil, dokter akan berada di tempat yang lebih baik untuk memilih pengobatan terbaik.

Kedokteran sebagai Sistem Loop Terbuka

Glazier mengatakan bahwa obat saat ini merupakan sistem reaktif atau loop terbuka. “Anda pergi ke dokter ketika Anda sakit, mereka memberi Anda perawatan, dan Anda menunggu untuk melihat apa yang terjadi,” katanya.

Jika pengobatan pertama tidak berhasil, dokter Anda akan mencoba cara lain dan menunggu hasilnya.

“Jika kita dapat membuat peranti lunak peramalan prediktif semacam itu, maka kita berada dalam posisi untuk mulai merancang intervensi medis yang bersifat loop tertutup, yang bersifat preventif, dan yang benar-benar dipersonalisasi,” kata Glazier.

Teknologi Kesehatan

Seberapa Dekat Kita Memiliki Kembar Digital?

Glazier mengatakan bahwa belum ada orang yang mampu menciptakan kembaran digital lengkap untuk manusia—terutama karena, dibandingkan dengan mesin jet, cara tubuh manusia bekerja dan bereaksi jauh lebih rumit dan tidak pasti.

“Salah satu hambatan terbesar yang kami miliki saat ini, yang diungkapkan COVID, adalah bahwa kami benar-benar tidak memahami sistem kekebalan manusia,” kata Glazier. “Meskipun kita belum bisa melakukannya untuk seluruh tubuh, semakin banyak tempat yang bisa kita lakukan.”

Kembar digital sudah digunakan setidaknya dalam skala terbatas, seperti memantau perilaku satu organ atau sistem organ dan kemudian bereaksi terhadap suatu situasi.

James P. Sluka, PhD, ilmuwan senior di Biocomplexity Institute, memberi tahu Verywell bahwa “sudah ada beberapa kembar digital yang digunakan untuk penyakit tertentu.”

Misalnya, Sluka mengatakan bahwa sistem pemantauan insulin darah seperti FreeStyle Libre — pompa insulin yang memeriksa kadar glukosa darah dan menyuntikkan insulin sesuai kebutuhan — sudah berguna bagi beberapa pasien diabetes.

Glazier mengatakan bahwa contoh lain dari bentuk kembar digital yang terbatas adalah alat pacu jantung yang ditanamkan yang memantau detak jantung dan mengoreksi aritmia yang terdeteksi.

Kembar Digital di Masa COVID

Glazier dan Sluka adalah rekan penulis, dengan Reinhard Laubenbacher dari University of Florida, artikel perspektif di Science tentang penggunaan kembar digital dalam infeksi virus seperti COVID-19.

Pandemi mengharuskan para peneliti untuk dengan cepat mengkalibrasi ulang model komputer yang digunakan oleh ahli epidemiologi untuk membantu pejabat kesehatan masyarakat membuat prediksi dan membuat rencana untuk menangani wabah virus.

Namun, kami masih belum memiliki model untuk membantu kami memprediksi atau menjelaskan mengapa orang yang berbeda bereaksi berbeda terhadap infeksi (misalnya, mengapa orang muda yang sehat meninggal karena COVID sementara orang dewasa yang lebih tua dengan kondisi yang mendasarinya bertahan).

Pelacak Kebugaran Dapat Membantu Memprediksi Infeksi Coronavirus

Sluka mengatakan bahwa digital twin juga dapat menggabungkan data farmakogenomik seseorang—informasi dari DNA seseorang tentang seberapa baik atau buruk reaksi mereka terhadap obat tertentu.

Di masa depan, Sluka mengatakan bahwa “profil genetik lengkap, baik untuk prediksi terapi obat yang optimal atau sebagai kumpulan data spesifik pasien yang lebih umum, akan menjadi alat yang ampuh, tetapi dalam jangka pendek itu tidak diperlukan untuk membangun yang bisa digunakan. kembaran digital.”

Masa Depan Pakaian Cerdas Khusus Kondisi

Berfokus pada Pencegahan

Setelah dikembangkan, Sluka mengatakan bahwa kembar digital “kemungkinan besar akan dimulai dari yang sederhana dan kemudian tumbuh dalam kompleksitas seiring waktu.”

Dalam jangka panjang, Sluka mengatakan bahwa kembar digital akan memungkinkan upaya pengobatan pencegahan disesuaikan dengan individu. “Misalnya, pada usia berapa dan seberapa sering wanita tertentu harus menerima pap smear atau skrining kanker payudara? Seberapa sering seorang pasien harus menjalani kolonoskopi atau rontgen dada?” dia berkata.

“Dokter sudah membuat keputusan berdasarkan karakteristik masing-masing pasien,” kata Sluka. “Tapi yang kurang adalah kemampuan untuk membuat keputusan secara rasional dan terus memperbarui keputusan berdasarkan data terbaru.”

Apa Artinya Ini Bagi Anda

Suatu hari, “kembaran digital” Anda dapat membantu dokter Anda mendiagnosis penyakit dan menemukan pengobatan terbaik. Meskipun kita belum sampai di sana, suatu hari nanti teknologi dapat membantu membuat obat lebih personal, serta lebih fokus pada pencegahan.

1 Sumber Verywell Health hanya menggunakan sumber berkualitas tinggi, termasuk studi peer-review, untuk mendukung fakta dalam artikel kami. Baca proses editorial kami untuk mempelajari lebih lanjut tentang cara kami memeriksa fakta dan menjaga agar konten kami tetap akurat, andal, dan tepercaya.

  1. Laubenbacher R, Luka JP, Glazier JA. Menggunakan kembar digital dalam infeksi virus. Sains . 2021;371(6534): 1105-1106. doi:10.1126/science.abf3370

Oleh Valerie DeBenedette
Valerie DeBenedette memiliki lebih dari 30 tahun pengalaman menulis tentang kesehatan dan obat-obatan. Dia adalah mantan redaktur pelaksana majalah Drug Topics.

Lihat Proses Editorial Kami Temui Dewan Pakar Medis Kami Bagikan Umpan Balik Apakah halaman ini membantu? Terima kasih atas umpan balik Anda! Apa tanggapan Anda? Lainnya Bermanfaat Laporkan Kesalahan