Dunaj gradi prihodnost medicine: od umetne inteligence do mini src

Po podatkih Vienna Business Agency v mestu deluje približno 750 organizacij s področja življenjskih znanosti, ki zaposlujejo približno 50.000 ljudi in ustvarijo več kot 23 milijard evrov letnih prihodkov. Več kot polovica vseh avstrijskih podjetij s tega področja ima sedež prav na Dunaju.

Mesto, ki privablja talente

“Dunaj je postal pravi magnet za talente. Vsako leto se v mesto priseli skoraj 20.000 ljudi, prihajajo pa iz več kot 170 držav,” poudarja Philipp Hainzl, direktor Startup Labs v Vienna BioCenter in predstavnik Vienna Business Agency. Po njegovih besedah je prav raznolikost ena največjih prednosti mesta, ki se je iz nekdanje obrobne lege med hladno vojno preoblikovalo v stičišče zahodne ter srednje in vzhodne Evrope.

Ključno vlogo pri razvoju ekosistema ima Vienna BioCenter, ki je od poznih osemdesetih let zrasel v obsežen raziskovalni kampus s sedmimi raziskovalnimi ustanovami, več kot 2800 zaposlenimi, približno 4000 študenti in več kot 40 podjetji s področja biotehnologije in sorodnih dejavnosti.

Mesto razvoj aktivno podpira tudi finančno. Vienna Business Agency podjetjem pomaga pri povezovanju z raziskovalnimi ustanovami, pridobivanju financiranja in iskanju ustreznih prostorov za razvoj novih tehnologij.

Novi center za biotehnologijo in umetno inteligenco

Pomemben korak bo predstavljal Life Science Center Vienna, ki ga razvija Vienna Business Agency. Novi objekt bo združil raziskovalne skupine, startup podjetja in uveljavljena podjetja s področja biotehnologije, farmacije in digitalnega zdravja.

“V novi stavbi bodo startupi dobili laboratorije in raziskovalne prostore, hkrati pa bo tam deloval tudi raziskovalni inštitut IT:U, ki se ukvarja z uporabo umetne inteligence v biomedicinskih raziskavah,” pojasnjuje Hainzl. Center naj bi vrata odprl leta 2029.

Posebnost dunajskega modela je tudi koncept skupne laboratorijske infrastrukture. Mlada podjetja lahko najamejo posamezne laboratorijske postaje in uporabljajo drago raziskovalno opremo brez velikih začetnih vlaganj. Hainzl med ogledom teh prostorov pove, da je treba za takšno laboratorijsko mesto odšteti 550 evrov na mesec, prednost je tudi možnost uporabe dodatne infrastrukture, recimo zamrzovalnikov, ki hladijo do skoraj minus 80 stopinj Celzija, pa mikroskopov in druge opreme. Takšen pristop zmanjšuje tveganja pri ustanavljanju biotehnoloških podjetij in spodbuja nastanek novih inovacij.

Mini srca za razvoj zdravil

Med najbolj zanimivimi raziskavami, ki nastajajo v kampusu Vienna BioCenter, je delo Inštituta za molekularno biotehnologijo Avstrijske akademije znanosti. Raziskovalna skupina pod vodstvom Sashe Mendjana razvija organoide oziroma laboratorijsko ustvarjene mini organe, ki posnemajo delovanje človeških organov.

Posebej odmevni so njihovi srčni organoidi - majhne tridimenzionalne strukture, ki nastanejo iz človeških matičnih celic in v zgodnjih razvojnih fazah zelo natančno posnemajo človeško srce. “Že približno 22 dni po začetku razvoja zarodka začne srce biti. Naši najmanjši srčni organoidi so veliki približno pol milimetra, kar ustreza velikosti srca v tej zgodnji fazi razvoja,” pojasnjuje Mendjan. Kljub temu ti manj kot zrno sezama veliki organoidi že posnemajo ključne značilnosti človeškega srca v zgodnji fazi razvoja.

Dunaj je velemesto, v katerem se tradicija in duh preteklosti povezujeta z najbolj naprednimi tehnologijami.

Foto: Sašo Dravinec

Raziskovalci iz kožnih celic odraslega človeka najprej ustvarijo inducirane matične celice, nato pa jih s pomočjo natančno odmerjenih bioloških signalov usmerijo v razvoj srčnega tkiva. Raziskovalci so ustvarili modele posameznih srčnih votlin, od preddvorov do prekatov, ki celo ritmično utripajo.

Manj testiranja na živalih

Takšni modeli imajo velik potencial pri razvoju novih zdravil. Ena največjih težav farmacevtske industrije je namreč dejstvo, da živalski modeli pogosto ne napovedujejo dovolj natančno odzivov človeškega telesa.

Mendjan opozarja, da je razvoj zdravil za bolezni srca posebej tvegan in drag. Kot primer navaja farmacevtskega velikana Roche, ki je pred leti v istem letu izgubil tri obetavne projekte zdravil za srčno-žilne bolezni in utrpel večmilijardno izgubo.

Prav zato raziskovalci razvijajo modele, ki bi bolje napovedovali uspešnost zdravljenja že pred kliničnimi preizkusi. “Če bomo lahko natančneje napovedali, kako bo zdravilo delovalo pri človeku, bomo bistveno zmanjšali stroške razvoja in povečali možnosti za uspeh novih terapij,” pravi Mendjan.

Organoidi obenem zmanjšujejo potrebo po obsežnem testiranju na živalih, čeprav raziskovalec poudarja, da živalskih modelov za zdaj še ni mogoče povsem nadomestiti. Po njegovem mnenju bodo v prihodnosti predvsem dopolnjevali raziskave in omogočali manjše število poskusov na živalih.

Umetna inteligenca kot pospeševalec raziskav

Pomembno vlogo pri razvoju organoidov ima tudi umetna inteligenca. V laboratorijih uporabljajo avtomatizirane sisteme, ki lahko hkrati spremljajo več sto organoidov, analizirajo njihovo rast in zaznavajo morebitne nepravilnosti. “Umetna inteligenca raziskovalcev ne nadomešča, ampak nam omogoča, da delamo hitreje in bolj objektivno,” poudarja Mendjan.

Avtomatizirane platforme lahko vsak mesec ustvarijo več deset tisoč organoidov, kar odpira možnosti za obsežno testiranje zdravil in razvoj novih terapij. Združevanje vrhunskih raziskovalnih ustanov, močne podpore mesta, startup podjetij in umetne inteligence so razlogi, da Dunaj danes velja za eno najpomembnejših evropskih središč življenjskih znanosti.

Od laboratorijsko vzgojenih mini src do novih centrov za biotehnologijo in umetno inteligenco se na Dunaju oblikujejo rešitve, ki bi lahko v prihodnjih desetletjih pomembno vplivale na razvoj medicine, farmacije in zdravstvene oskrbe po svetu. •