Κωνσταντίνος Ν. Δεμέτζος, Καθηγητής ΕΚΠΑ, διευθυντής Εργαστηρίου Φαρμακευτικής Τεχνολογίας ΕΚΠΑ
Συνέντευξη στην Ανθή Αγγελοπούλου
Αναδημοσίευση από το περιοδικό Health Next Generation που κυκλοφορεί (Τεύχος 25)
Για την επανάσταση που θα φέρουν στην κοινωνία, στην εργασία, στην Υγεία οι νέες τεχνολογίες μάς μιλά ο καθηγητής του Εθνικού & Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών (ΕΚΠΑ) και διευθυντής του Εργαστηρίου Φαρμακευτικής Τεχνολογίας ΕΚΠΑ, Κωνσταντίνος Ν. Δεμέτζος, ο οποίος μας εξηγεί τη «δύναμη» της Νανοτεχνολογίας στην επιστήμη, ενώ αναφέρεται και στις νεότερες εξελίξεις που αφορούν τα εμβόλια.
- Κύριε καθηγητά, ο ψηφιακός μετασχηματισμός στον τομέα της Υγείας αποτελεί καθημερινή συζήτηση πλέον και πρώτο θέμα σε όλα τα συνέδρια που αφορούν τον τομέα της Υγειονομικής Περίθαλψης, αλλά και του Φαρμάκου. Ωστόσο, αυτό που δεν είναι κατανοητό είναι το πώς αυτός ο μετασχηματισμός θα βοηθήσει τον επιστήμονα Υγείας πρώτα από όλα, τον ασθενή φυσικά και κατ’ επέκταση το ίδιο το σύστημα Υγείας. Υπάρχει οικονομικό όφελος;
Ο κοινωνικός αντίκτυπος της προόδου της επιστήμης και της τεχνολογίας είναι μεγάλος. Ως κοινωνία βιώνουμε τον βομβαρδισμό των εξελίξεων στην επιστήμη και την τεχνολογία, στην παραγωγή νέας γνώσης, αλλά και την εμφάνιση νέων προϊόντων καθημερινής χρήσης. Η έρευνα και οι προσπάθειες των επιστημόνων για πολλές δεκαετίες, και η εξέλιξη της μηχανικής και των κατασκευών δημιούργησαν νέα εργαλεία και προηγμένες εφαρμογές σε όλους τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας.
Οι τεχνολογίες που θα σας αναφέρω παρακάτω βρίσκονται στην κορυφή των τεχνολογικών καινοτομιών και οι εφαρμογές τους θα φέρουν επανάσταση σε όλους τους τομείς και στην καθημερινή μας δραστηριότητα. Συγκεκριμένα, οι τεχνολογίες αυτές περιλαμβάνουν την εικονική πραγματικότητα (virtual reality), την Τεχνητή Νοημοσύνη (ΤΝ, Artificial Intelligence, AI), τη Ρομποτική Χειρουργική, την τρισδιάστατη εκτύπωση (3D printing) και τη βιοεκτύπωση (bioprinting), την ψηφιακή θεραπεία (digital therapies), τις ιατρικές συσκευές (medical devises), τα φορητά είδη υγείας, τη βιοπληροφορική (bioinformatics), την εξατομικευμένη Ιατρική (precision medicine) και το Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR).
Ας αναφερθούμε στον τομέα της Τεχνητής Νοημοσύνης (Τ.Ν.). Στον τομέα της Υγείας, η συνεχώς αυξανόμενη πολυπλοκότητα των δεδομένων, καθώς και η ποσότητα των πληροφοριών καθιστά αναγκαία τη χρήση της Τ.Ν. Η διάγνωση, η θεραπεία και η συμμόρφωση των ασθενών, η επεξεργασία της φυσικής γλώσσας και οι διοικητικές λειτουργίες είναι ορισμένοι γενικοί τομείς εφαρμογής, όπου η Τεχνητή Νοημοσύνη θα κάνει τη διαφορά, αυξάνοντας την αποτελεσματικότητα της υγειονομικής περίθαλψης.
Συγκεκριμένα, στον τομέα της ανάπτυξης νέων φαρμάκων η Τ.Ν. θα βοηθήσει στον προσδιορισμό βιολογικών στόχων με μεγαλύτερη ακρίβεια, στην επιλογή των μορίων που θα μπορούσαν δυνητικά να αλληλοεπιδράσουν με τον βιολογικό στόχο και να κατηγοριοποιηθούν ως πιθανά φαρμακομόρια, σε προ-κλινικές μελέτες (η Τ.Ν. θα βοηθήσει στην καλύτερη επεξεργασία των αποτελεσμάτων των προ-κλινικών μελετών) και, τέλος, η Τ.Ν. θα βοηθήσει στην καλύτερη αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των κλινικών μελετών.
Οι σύγχρονες υπολογιστικές στρατηγικές, όπως η πρόβλεψη της δομής του στόχου, η ανάλυση των θέσεων σύνδεσης, οι προβλέψεις Q-SAR και ο εικονικός έλεγχος έχουν επιταχύνει σημαντικά τις διαδικασίες. Ιδιαίτερα, η Τ.Ν. συμβάλλει στην πρόβλεψη των φυσικοχημικών ιδιοτήτων των πιθανών φαρμάκων, μειώνοντας έτσι το ποσοστό αποτυχίας που σχετίζεται με ζητήματα τοξικότητας και ασφάλειας. Σε μόλις 40 ημέρες, οι ερευνητές μπορούν πλέον να εντοπίσουν, να συνθέσουν και να δοκιμάσουν 20 υποψηφίους βιολογικούς στόχους με ποσοστό επιτυχίας 10%, χρησιμοποιώντας την Τεχνητή Νοημοσύνη, σε σύγκριση με το 1% στο παρελθόν.
Πρόσφατη μελέτη στο έγκριτο περιοδικό «Nature», που δημοσιεύθηκε το 2023 , αναφέρεται στην ανακάλυψη νέων κατηγοριών αντιβιοτικών, με σκοπό την αντιμετώπιση της αντίστασης στα υπάρχοντα αντιβιοτικά. Οι προσεγγίσεις μέσω βαθιάς μάθησης της Τ.Ν. (Deep Learning) έχουν βοηθήσει στην ανακάλυψη της χημικής δομής των νέων αντιβιοτικών και μένει να αποδειχθεί η αποτελεσματικότητά τους σε πειραματόζωα και στη συνέχεια σε κλινικές μελέτες.
Τέλος, θα πρέπει να αναφέρω ότι το οικονομικό πλεονέκτημα από τη χρήση της Τ.Ν. στην ανάπτυξη νέων θεραπειών θα είναι σημαντικό. Η Τ.Ν. θα βοηθήσει στη μείωση του κόστους ανάπτυξης των νέων φαρμακομορίων και τελικά των νέων θεραπειών, θα μειώσει το χρόνο εξέλιξης και αξιολόγησης των κλινικών μελετών και θα αυξήσει τα έσοδα της αγοράς των φαρμάκων από 0,9 δισ. δολάρια το 2023 σε περισσότερα από 4,9 δισ. δολάρια μέχρι το 2028.
- Το ΕΚΠΑ συνεργάζεται με φορείς καινοτομίας για την επιτάχυνση αυτού του μετασχηματισμού;
Ναι, βεβαίως. Το Health Hub είναι ο Ευρωπαϊκός Κόμβος Ψηφιακής Καινοτομίας (ΕΚΨΚ) που προωθεί τον ψηφιακό μετασχηματισμό του κλάδου της Υγείας και του φαρμάκου μέσω τεχνολογιών αιχμής και υπηρεσιών Τεχνητής Νοημοσύνης. Συγκεντρώνει 26 κορυφαίους οργανισμούς με εκτενή εμπειρία στην Τεχνητή Νοημοσύνη (T.N.), στην προηγμένη έρευνα στην Υγεία και το φάρμακο, στο σχεδιασμό και την επαναστόχευση φαρμάκων, στις ψηφιακές τεχνολογίες (λογισμικό και υλικό), στην εκπαίδευση και τη διά βίου μάθηση, καθώς και στην επιχειρηματικότητα και την καινοτομία.
Είναι ένας σημαντικός ευρωπαϊκός κόμβος, ο οποίος θα συμβάλει στον ψηφιακό μετασχηματισμό των υπηρεσιών υγείας και στην ανάπτυξη νέων φαρμάκων στον δημόσιο και ιδιωτικό τομέα, με εργαλεία τα οποία αφορούν στην ανάπτυξη δεξιοτήτων και εκπαίδευσης, στην υποστήριξη στην εύρεση επενδύσεων σε εθνικό και ευρωπαϊκό επίπεδο και στην καταγραφή του επιπέδου ωριμότητας του φορέα που θέλει να δεχθεί τις πάνω από 50 διαφορετικές υπηρεσίες του κόμβου Health Hub.
Το Εθνικό Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών θα συμβάλει στις εργασίες του κόμβου μέσω του Τμήματος Φαρμακευτικής και του Τμήματος Φιλοσοφίας. Κάποιες από τις δραστηριότητες του Τμήματος Φαρμακευτικής είναι ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη καινοτόμων θεραπειών και φαρμάκων, η εφαρμογή T.N. για εξατομίκευση της θεραπείας, οι υπολογιστικές μέθοδοι στην ανάπτυξη φαρμάκων/νανοφαρμάκων και πρόβλεψη in vivo συμπεριφοράς και η εφαρμογή μεθόδων μηχανικής μάθησης για το σχεδιασμό φαρμακοτεχνικών μορφών.
Το Τμήμα Φαρμακευτικής, μέσω του Εργαστηρίου Φαρμακευτικής Νανοτεχνολογίας και την ομάδα που έχει δημιουργηθεί και αναφέρω στη συνέχεια, συμμετείχε και συνεχίζει να συμμετέχει σε πολλά διεθνή, ευρωπαϊκά και εθνικά ερευνητικά προγράμματα. Συνεργάζεται επίσης στενά με επιστήμονες και ακαδημαϊκούς εταίρους από ιδρύματα σε όλο τον κόσμο, καθώς και με διάφορες βιομηχανίες, με στόχο την παραγωγή επιστημονικών στοιχείων που θα βοηθήσουν στην ανάπτυξη και έγκριση καινοτόμων νανοπροϊόντων, ενώ είναι και ενεργό μέλος πολλών επιστημονικών κοινοτήτων.
Το πανεπιστήμιό μας συμμετέχει στον κόμβο ψηφιακής καινοτομίας με τη χρήση της Τ.Ν. και, όπως ανέφερα παραπάνω, η δημιουργία κόμβων υγείας (Health Hub), που θα διεκδικήσουν τα 7,6 δισεκατομμύρια ευρώ που θα διατεθούν από το πρόγραμμα «Ορίζοντας, 2021-2027» (Horizon 2021-2027), έχει στόχο τον ψηφιακό μετασχηματισμό του τομέα της Υγείας και των φαρμάκων με δεξιότητες που θα γεφυρώσουν το χάσμα μεταξύ έρευνας και πρακτικής εφαρμογής των νέων τεχνολογιών. Η δημιουργία νέων επιστημονικών προσεγγίσεων δημιουργεί νέο θεραπευτικό οικοσύστημα που εντάσσει την πληροφορία (information) και τα μεγάλα δεδομένα (big data) στην κορυφή του ψηφιακού μετασχηματισμού. Εκτός των ερευνητικών προοπτικών και των αποτελεσμάτων που θα προκύψουν, η δημιουργία νέων θέσεων εργασίας δημιουργεί ένα νέο περιβάλλον απαιτήσεων και ανταγωνισμού μεταξύ των νέων επιστημόνων στο επιστημονικό και τεχνολογικό οικοσύστημα που δημιουργείται στην Ευρώπη.
Η ομάδα που συμμετέχει στον κόμβο ψηφιακής καινοτομίας για τον ψηφιακό μετασχηματισμό του τομέα Υγείας και φαρμάκου με Τ.Ν. αποτελείται από τους:
- Καθηγητής Κωνσταντίνος Δεμέτζος, επιστημονικός υπεύθυνος (ΕΥ).
- Αν. καθηγητής Ευάγγελος Καραλής, αναπληρωτής ΕΥ.
- Αν. καθηγήτρια Μαριλένα Βλάχου.
- Δρ Μαρία Τσακίρη.
- Υπ. Διδάκτωρ ΕΚΠΑ, Ιωάννης Τσιχλής.
- Υπ. Διδάκτωρ ΕΚΠΑ, Χρυστάλλα Πρωτόπαπα.
Επίσης, από το Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης συμμετέχουν οι καθηγητές Σταύρος Σταυρινίδης και Μιχάλης Χανιάς.
- Ένα άλλο μεγάλο κομμάτι των εξελίξεων αποτελεί η νανοτεχνολογία. Πώς συνδέεται η νανοτεχνολογία με την Τ.Ν. και τι θα προσφέρει στον επιστήμονα ερευνητή;
Η νανοτεχνολογία είναι το διεπιστημονικό πεδίο που αφορά στην ανάπτυξη και τη χρήση των υλικών με τα οποία μπορούν να παρασκευασθούν συσκευές και προϊόντα, τα οποία έχουν διαστάσεις της τάξης του δισεκατομμυριοστού του μέτρου. Τα νανοσωματίδια παρουσιάζουν νέες ιδιότητες που είναι συνάρτηση των διαστάσεών τους και μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη νέων φαρμάκων και νέων θεραπειών.
Τα τελευταία χρόνια, νέα θεραπευτικά προϊόντα βασισμένα στη νανοτεχνολογία έχουν εισαχθεί σε κλινικές μελέτες και αρκετά νανοφάρμακα έχουν πετύχει να εισέλθουν στην αγορά. Σήμερα, νέες τεχνολογίες υγείας (New Health Technologies) και καινοτόμα θεραπευτικά σκευάσματα αναπτύσσονται, σηματοδοτώντας μια εποχή επιστημονικής και τεχνολογικής εξέλιξης. Η εικονική πραγματικότητα (VR), η Τεχνητή Νοημοσύνη (AI), η Ρομποτική Χειρουργική, η τρισδιάστατη εκτύπωση και η βιοεκτύπωση, η ψηφιακή θεραπεία, οι ιατρικές συσκευές, τα φορητά συστήματα και η βιοπληροφορική ξεχωρίζουν ως σημαντικά εργαλεία στην ανάπτυξη καινοτόμων θεραπειών, συμβάλλοντας σημαντικά στην πρόοδο της ακριβούς και εξατομικευμένης Ιατρικής.
Η πολυπλοκότητα των νανοσωματιδίων και ειδικά η εσωτερική τους μικρομορφολογία δημιουργεί σοβαρά προβλήματα στον ακριβή καθορισμό της εσωτερικής κυρίως, αλλά και της εξωτερικής τους μορφής. Αυτό έχει ως συνέπεια να μην υπάρχει ξεκάθαρο ρυθμιστικό ευρωπαϊκό πλαίσιο έγκρισης των νέων, αλλά και των αντιγράφων των νανοτεχνολογικών φαρμάκων υψηλής τεχνολογίας, για διάγνωση και θεραπεία πολύ σοβαρών νόσων.
Η Τ.Ν. θα μπορούσε να παρέχει πολύτιμη υποστήριξη στην επέκταση της υπάρχουσας επιστημονικής και ρυθμιστικής διαδικασίας για τη συζήτηση και αξιολόγηση των ιδιοτήτων των νανοσωματιδίων, λόγω της πολυπλοκότητάς τους και της μη γραμμικής τους συμπεριφοράς, ξεπερνώντας τα εμπόδια των τρεχουσών ρυθμιστικών προσεγγίσεων, προσφέροντας στους ρυθμιστικούς μηχανισμούς τα εργαλεία για την έγκρισή τους με βάση την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητά τους.
- Ποιες είναι οι εξελίξεις στον τομέα των εμβολίων, κύριε Δεμέτζο; Τι σημαίνει τεχνολογία των σύγχρονων εμβολίων;
Τα εμβόλια διαχρονικά έχει αποδειχθεί ότι έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στην επιβίωση του ανθρώπινου γένος στον πλανήτη μας. Τα εμβόλια είναι βιολογικά προϊόντα τα οποία έχουν ως σκοπό να ενεργοποιήσουν το ανοσοποιητικό σύστημα για την παραγωγή αντισωμάτων εναντίον συγκεκριμένων ιικών αντιγόνων. Η πρόληψη εναντίον των μολύνσεων από παθογόνους μικροοργανισμούς και από ιούς άρχισε να απασχολεί την παγκόσμια επιστημονική κοινότητα ειδικά μετά τις μεγάλες πανδημίες οι οποίες εμφανίσθηκαν κυρίως μετά τον 17ο αιώνα. Οι επιστημονικές και τεχνολογικές εξελίξεις σαφέστατα οδηγούν και στην ανάπτυξη νέων εμβολίων και η νανοτεχνολογία συνέβαλε αποτελεσματικά στην ανάπτυξή τους ειδικά την περίοδο της πανδημίας 2020-2022 με τα νέα και καινοτόμα εμβόλια εναντίον του ιού SARS-CoV 2. Χωρίς τα νανοσυστήματα μεταφοράς του mRNA, δεν θα ήταν δυνατή η παρασκευή των νέων εμβολίων.
Είναι φανερό ότι η σύγχρονη μοριακή βιολογία με την αποτελεσματική έρευνα της και την αποτελεσματική διαχείριση του γενετικού υλικού δημιουργεί νέα θεραπευτικά προϊόντα, αλλά και εμβόλια τα οποία μπορούν να ενεργοποιούν αποτελεσματικά το ανοσοποιητικό μας συστήματα εναντίον νοσογόνων παραγόντων. Επίσης, η χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος το 2000 και η δημοσίευση του το 2004 δημιούργησαν τις προοπτικές της ανάπτυξης νέων εμβολίων και θεραπειών με βάση τη χρήση του RNA για την προστασία από νοσογόνους παράγοντες.
Πολλά από τα σύγχρονα εμβόλια χρησιμοποιούν επίσης τη νανοτεχνολογία για τη μεταφορά αντιγόνων για να δημιουργήσουν τείχος ανοσίας. Αναφέρω ενδεικτικά ότι νέα εμβόλια όπως αυτά εναντίον του ιού του έρπητα ζωστήρα, εναντίον του ιού των ανθρώπινων θηλωμάτων (HPV) που προάγει τον καρκίνο, του ιού της ηπατίτιδας (διαφόρων τύπων) , αλλά και πολλών άλλων σοβαρών νόσων, έχουν βοηθήσει στην αύξηση του προσδόκιμου της ζωής των ανθρώπων.
Τελειώνοντας τη συνέντευξη, θα ήθελα να αναφέρω ότι οι άνθρωποι θα πρέπει να μπορούν να συνυπάρξουν στο νέο αυτό ψηφιακό οικοσύστημα της Τεχνητής Νοημοσύνης και του ψηφιακού μετασχηματισμού σε όλο των φάσμα των ανθρώπινων δραστηριοτήτων με ηθικούς κανόνες και με επίλυση των ηθικών διλημμάτων που θα δημιουργήσουν οι εξελίξεις και ο επιστημονικός, αλλά και κοινωνικός μετασχηματισμός τα επόμενα χρόνια. Η ηθική πρέπει σίγουρα να είναι μέρος της ατζέντας της επιστήμης. Η εκπαίδευση της κοινωνίας στα νέα επιστημονικά πρότυπα, στον ψηφιακό μετασχηματισμό θα βοηθήσουν στην επίλυση των όποιων ηθικών διλημμάτων θα αναδυθούν και θα αμβλύνουν τις διαφωνίες σε ένα κοινό σύμφωνο συνύπαρξης με κανόνες ηθικούς και με βάση τις ανθρώπινες αξίες.
Διαβάστε παρακάτω ολόκληρη την συνέντευξη από το περιοδικό Health Next Generation που κυκλοφορεί (Τεύχος 25) και σε ηλεκτρονική μορφή σε. 14-18 (πατήστε κάτω δεξιά για μεγέθυνση)
ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ
Ο Κωσταντίνος Ν. Δεμέτζος είναι καθηγητής του Εθνικού & Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών και διευθυντής του Εργαστηρίου Φαρμακευτικής Τεχνολογίας, Εθνικού & Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών από το 2012. Επίσης, από το 2008 μέχρι σήμερα είναι πρόεδρος της Επιστημονικής Ελληνικής Φαρμακευτικής Εταιρείας (ΕΦΕ). Ακαδημαϊκός και τακτικό μέλος της Ευρωπαϊκής Ακαδημίας, Επιστημών και Τεχνών, Τάξη IV Φυσικών Επιστημών (2021), τακτικό μέλος του Διοικητικού Συμβουλίου στην Ευρωπαϊκή Ομοσπονδία Φαρμακευτικών Επιστημών (2014-2016). Το 2018 βραβεύθηκε από την Ακαδημία Αθηνών και το 2025 έλαβε το βραβείο Εξαίρετης Πανεπιστημιακής Διδασκαλίας της Σχολής Επιστημών Υγείας από το Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών.