ברפואה העתידית, מודלים ממוחשבים מותאמים אישית, מה שנקרא תאומים אנושיים וירטואליים, יכולים לעזור בתכנון טיפולים פרטניים. כיום כבר ניתן לדמות איברים אנושיים על שבבים או בצלחות פטרי: מדענים מפתחים שיטות בעזרת מחשב וטכנולוגיות חוץ גופיות שנועדו לצמצם או אפילו להחליף ניסויים בבעלי חיים. מרכז 3ROCKIT 3R החדש ב-KIT (מכון קרלסרוהה לטכנולוגיה) הוא הכוח המניע מאחורי המאמץ הזה. החל מה-1 בינואר 2025, באדן-וירטמברג תוסיף אותו לרשת 3R הכלל-מדינתית, ותממן אותה ב-100,000 אירו לשנה למשך שלוש שנים.
3ROCKIT (ראשי תיבות של Replace Reduce Refine Organismal Research by Computational and Cellular Technologies@KIT) אימצה עיקרון 6R לתפיסה זו: מלבד אסטרטגיית ה-3R של צמצום, החלפה וחידוד ניסויים בבעלי חיים, יש לוודא שכל העיצובים הניסויים הם חזקים מבחינה סטטיסטית, כל הניסויים נרשמים, ואפילו תוצאות שליליות מתפרסמות (דיווח).
המרכז, בראשות ד"ר ניקול יונג, הוא חלק ממרכז KIT "טכנולוגיות בריאות" (KITHealthTech), בו עובדים חוקרים בצוות רב תחומי על מנת למצוא פתרונות דיגיטליים וטכנולוגיים למערכת הבריאות שלנו.
פיתוח טכנולוגיות המתאימות להחלפת ניסויים בבעלי חיים הוא מרכיב חשוב למחקר מוגן עתיד, כמו במדעי הטבע וברפואה. העובדה ש-3ROCKIT ימומן בתוך רשת 3R ברחבי באדן וירטמברג מראה שהעלינו את KIT על המסלול הנכון כאן".
פרופסור אוליבר קראפט, סגן נשיא מחקר ב-KIT
3ROCKIT ממנפת טכנולוגיות דיגיטליות ואלגוריתמים של רשתות עצביות עמוקות. שש יחידות הליבה של מרכז 3R מסתמכות על טכנולוגיות כמו מודלים ממוחשבים ובינה מלאכותית (AI) כדי ליצור תאומים דיגיטליים המשמשים לקידום רפואה מותאמת אישית, בניית חומרים ביולוגיים ופיתוח מערכות סיוע כירורגיות חכמות. "השימוש בבינה מלאכותית פתח מימד חדש למחקר 3R. ניתן להשיג תוצאות מדויקות יותר מהר יותר ולצמצם באופן דרמטי את מספר החיות הנתונות לניסויים", אומרת פרופסור אוטה שפרס, דוברת מרכז KIT "טכנולוגיות בריאות .
הדמיה דיגיטלית של חומרים פעילים וטיפולים
שיטות דיגיטליות מאפשרות לחוקרים לחזות כיצד כימיקלים ישפיעו על תפקודי התא ולחשב את הפיזור הביולוגי שלהם והשפעתם בגוף. יחידת ליבה נפרדת מוקדשת לבניית מערכי אימון עבור התאום האנושי הוירטואלי: מודלים ממוחשבים אישיים אלה של מטופלים מאפשרים הערכת סיכונים טובה יותר והתאמה אישית של הטיפול.
חוקרים ב-3ROCKIT עובדים גם על מעבדות אוטונומיות מבוססות בינה מלאכותית לפיתוח שיטות חוץ גופיות, כמו טכנולוגיות "איבר על שבב" ואורגנואידים, כלומר מבנים תלת מימדיים דמויי רקמה. בשתי הגישות, ניתן לשחזר תהליכים פיזיולוגיים מחוץ לגוף, תוך שימוש בתאים של מטופלים. ב"מרכז להדפסות תלת מימד" משולבים משאבים לייצור הדפסות תלת מימד המאפשרים שימוש בחומרים כמו פולימרים, מתכות, זכוכית ואפילו רקמות.
רשת באדן-וירטמברג 3R היא כעת המטרייה של שמונה מוסדות במדינה זו המשתמשים בגישות שונות לפיתוח שיטות ניסוי חלופיות. מלבד KIT, האוניברסיטאות Furtwangen ו- Ulm יכללו ברשת ויקבלו כספים.
