Phenotypic response surfaces
ફેનોટાઇપિક રિસ્પોન્સ સર્ફેસ (પી. આર. એસ.) એ એક આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ-માર્ગદર્શિત વ્યક્તિગત દવા મંચ છે જે બીમારીઓના વ્યાપક વર્ણપટની સારવાર માટે શ્રેષ્ઠ સંયોજન ઉપચાર પદ્ધતિઓ વિકસાવવા માટે દવાની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ અને કાર્યક્ષમતાને માપવા માટે સંયુક્ત ઓપ્ટિમાઇઝેશન સિદ્ધાંતો પર આધાર રાખે છે. ફેનોટાઇપિક પ્રતિભાવ સપાટીઓ પેરાબોલિક સપાટીને દવાના ડોઝ અને બાયોમાર્કર મૂલ્યોના સમૂહમાં આ સમજણના આધારે બંધબેસે છે કે દવાઓ, તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ અને માપ બાયોમાર્કર પરની તેમની અસર વચ્ચેનો સંબંધ ક્વાડ્રિક સપાટી દ્વારા મોડેલિંગ કરી શકાય છે. પરિણામી સપાટી દર્દીના અનન્ય ફેનોટાઇપિક પ્રતિસાદના આધારે મલ્ટી-ડ્રગ સંયોજનોની ઇન-વિટ્રો અને ઇન-સિલિકો સ્ક્રિનિંગ બંનેને બાકાત રાખવાની મંજૂરી આપે છે. આ રોગ અથવા દવાની પદ્ધતિથી સ્વતંત્ર સમય-નિર્ણાયક વ્યક્તિગત ઉપચાર પદ્ધતિઓ બનાવવા માટે નાના ડેટા સમૂહોનો ઉપયોગ કરવાની પદ્ધતિ પ્રદાન કરે છે. પ્લેટફોર્મની અનુકૂલનશીલ પ્રકૃતિ તેને નવીન સંયોજન ઉપચાર પદ્ધતિઓને અલગ પાડવાથી લઈને દર્દીની સારવારને ટેકો આપવા માટે દૈનિક દવા પદ્ધતિ ગોઠવણોની આગાહી કરવા સુધીની વિવિધ એપ્લિકેશનોને હલ કરવાની મંજૂરી આપે છે. ઇતિહાસ 19મીથી 20મી સદીની શરૂઆતમાં તેની શરૂઆત થઈ ત્યારથી આધુનિક તબીબી પ્રથાને "અનિશ્ચિતતાના વિજ્ઞાન અને સંભાવનાની કળા" તરીકે જોવામાં આવે છે, જેમ કે તેના સ્થાપકોમાંના એક સર વિલિયમ ઓસ્લરે વિચાર્યું હતું. દવાના ડોઝ અને તેની અસરકારકતા વચ્ચેના સંબંધ માટે નક્કર પદ્ધતિનો અભાવ મોટે ભાગે દર્દીઓ માટે શ્રેષ્ઠ ડોઝ નક્કી કરવા માટે મેટ્રિક તરીકે વસ્તી સરેરાશના ઉપયોગ તરફ દોરી ગયો. જો કે, સંયોજન ઉપચાર પદ્ધતિઓની રજૂઆત દ્વારા આ મુદ્દો વધુ જટિલ બન્યો છે કારણ કે દવાઓની સંખ્યા વધવાની સાથે સંભવિત સંયોજનો અને પરિણામોની સંખ્યામાં ઘાતાંકીય વૃદ્ધિ થઈ છે. સંયુક્ત ઉપચાર પદ્ધતિઓ મોનોથેરાપી વિકલ્પો કરતાં નોંધપાત્ર લાભો પૂરા પાડે છે જેમાં વધુ અસરકારકતા અને ઓછી આડઅસરો અને મૃત્યુદરનો સમાવેશ થાય છે, જે તેમને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે આદર્શ ઉમેદવાર બનાવે છે. 2011 માં યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા લોસ એન્જલસના ડૉ. ઇબ્રાહિમ અલ-શ્યોક અને ડૉ. ચિહ મિંગ હોની આગેવાની હેઠળની ટીમ દ્વારા પીઆરએસ પદ્ધતિ વિકસાવવામાં આવી હતી, જે સેલ્યુલર બાયોમાર્કર્સના માપનના આધારે બહુ-દવા સંયોજન ઉપચાર પદ્ધતિઓને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે તુલનાત્મક રીતે ઓછી સંખ્યામાં કેલિબ્રેશન પરીક્ષણો માટે પરવાનગી આપશે. તેની શરૂઆતથી જ પી. આર. એસ. પ્લેટફોર્મ અંગ પ્રત્યારોપણ, ઓન્કોલોજી અને ચેપવિજ્ઞાન સહિત રોગના ક્ષેત્રોની વ્યાપક શ્રેણી પર લાગુ કરવામાં આવ્યું છે. ત્યારથી પી. આર. એસ. પ્લેટફોર્મ ઓનકોલોજીકલ એપ્લિકેશન્સ માટે વ્યક્તિગત સંયોજન ઉપચાર પ્રદાન કરવા માટે કાઇટ ફાર્મા અને નેશનલ યુનિવર્સિટી ઓફ સિંગાપોર સાથે ભાગીદારીમાં સિંગાપોર સ્થિત કેન થેરાપ્યુટિક્સ દ્વારા માર્કેટિંગ કરાયેલ વ્યાવસાયિક ઓપ્ટિમાઇઝેશન પ્લેટફોર્મ માટેનો આધાર બની ગયું છે. પદ્ધતિ પી. આર. એસ. પ્લેટફોર્મ ન્યુરલ નેટવર્કનો ઉપયોગ ડેટા સેટને રીગ્રેસન ફંક્શનમાં ફિટ કરવા માટે કરે છે જેના પરિણામે પેરાબોલિક સપાટી બને છે જે દવાની માત્રા અને અસરકારકતા વચ્ચે સીધો માત્રાત્મક સંબંધ પ્રદાન કરે છે. પી. આર. એસ. પ્લેટફોર્મ માટેનું સંચાલન કાર્ય નીચે મુજબ આપવામાં આવ્યું છેઃ જ્યાંઃ ઇ એ કાર્ય દવા માત્રા અને સમય તરીકે સંયોજન અસરકારકતા છે, બાયોમાર્કર મૂલ્ય તરીકે આપવામાં આવે છે સી એ દવાની માત્રા છે ટી એ સમય x છે, વાય, ઝેડ એ પી. આર. એસ. ગુણાંક છે જે દવાની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને રજૂ કરે છે એમ એ દવાઓની સંખ્યા છે સંબંધની પેરાબોલિક પ્રકૃતિ એન. એમ. સંયોજનોના શોધ ક્ષેત્રમાં પી. આર. એસ. રીગ્રેસનનો ઉપયોગ કરવા માટે ન્યૂનતમ જરૂરી કેલિબ્રેશન પરીક્ષણની મંજૂરી આપે છે, જ્યાં એન એ ડોઝ રેજિમેન્ટ્સની સંખ્યા છે અને એમ એ સંયોજનમાં દવાઓની સંખ્યા છે. એપ્લિકેશન્સ પી. આર. એસ. પ્લેટફોર્મની મિકેનિઝમ-સ્વતંત્ર પ્રકૃતિ તેને કેન્સર, ચેપી રોગો અને અંગ પ્રત્યારોપણની સારવાર સહિત રોગોના વ્યાપક વર્ણપટની સારવાર માટે ઉપયોગી બનાવે છે. ઓન્કોલોજીમાં સંયોજન ઉપચાર પદ્ધતિઓનું ઓપ્ટિમાઇઝેશન ખાસ મહત્વ ધરાવે છે. પરંપરાગત કેન્સરની સારવાર ઘણીવાર કિમોચિકિત્સા દવાઓના ક્રમિક ઉપયોગ પર આધાર રાખે છે, જેમાં દરેક નવી દવા અગાઉના એજન્ટની અસરકારકતા ગુમાવતા જ શરૂ થાય છે. જો કે, આ પદ્ધતિ કેન્સરગ્રસ્ત કોષોને તેમના પરિવર્તનના ઝડપી દરને કારણે, કેમોથેરાપી દવાઓ અસરકારક ન હોય તેવા કિસ્સાઓમાં કેમોથેરાપી દવાઓનો પ્રતિકાર વિકસાવવા માટે પરવાનગી આપે છે. તેથી સંયોજન ઉપચારો દવા પ્રતિરોધક ગાંઠોના વિકાસને રોકવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે અને તેથી કેન્સરના દર્દીઓમાં પુનરાવર્તનની સંભાવના ઘટાડે છે. પી. આર. એસ. પ્લેટફોર્મ કેન્સરની સારવાર માટે સંયોજન ઉપચાર પદ્ધતિઓ વિકસાવવામાં મુખ્ય મુશ્કેલીને દૂર કરે છે કારણ કે તે હાલમાં કાર્યરત સૌથી અસરકારક ઉપચાર પદ્ધતિ નક્કી કરવા માટે ઈન-વિટ્રો હાઇ થ્રુપુટ સ્ક્રિનિંગ કરવાની જરૂરિયાતને અવગણે છે. પી. આર. એસ. આધારિત ઉપચારનો ઉપયોગ બહુવિધ માયલોમાની સારવાર અને દવા પ્રતિકારને દૂર કરવા માટે શ્રેષ્ઠ 3 દવા સંયોજનને સફળ રીતે મેળવવા માટે કરવામાં આવે છે. પી. આર. એસ. વ્યુત્પન્ન <આઇ. ડી. 1> પ્લેટફોર્મનો ઉપયોગ પ્રોસ્ટેટ કેન્સરની પ્રગતિને સફળતાપૂર્વક સારવાર અને અટકાવવા માટે બ્રોમોડોમેન અવરોધક અને એન્ઝાલુટામાઇડના 2 દવા સંયોજનને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે પણ કરવામાં આવ્યો છે. ચેપી રોગોની સારવાર કરવાનો પ્રયાસ કરતી વખતે ડ્રગ પ્રતિકાર એ એક ખાસ પડકાર છે કારણ કે મોનોથેરાપી ઉકેલો દવા પ્રતિકાર વધારવાનું જોખમ ધરાવે છે અને સંયોજન ઉપચાર નીચા મૃત્યુ દર દર્શાવે છે. ક્ષય રોગ જેવા અત્યંત ચેપી ચેપી રોગો વિશ્વભરમાં ચેપી રોગ દ્વારા મૃત્યુનું અગ્રણી કારણ બની ગયા છે. ક્ષય રોગની સારવાર માટે લાંબા સમય સુધી એન્ટિબાયોટિક્સના સતત ઉપયોગની જરૂર પડે છે, જેમાં દર્દીઓમાં બિન-પાલનના ઊંચા દર હોય છે, જે ક્ષય રોગના દવા પ્રતિરોધક સ્વરૂપોના વિકાસનું જોખમ વધારે છે. પી. આર. એસ. પ્લેટફોર્મનો ઉપયોગ સંયુક્ત ઉપચાર પદ્ધતિઓ વિકસાવવા માટે સફળતાપૂર્વક કરવામાં આવ્યો છે જે ક્ષય રોગની સારવારનો સમય 75 ટકા ઘટાડે છે અને રોગના દવા સંવેદનશીલ અને પ્રતિરોધક બંને પ્રકારો પર તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. પીઆરએસ વ્યુત્પન્ન IDENTIF.AI પ્લેટફોર્મનો ઉપયોગ સિંગાપોરના આરોગ્ય મંત્રાલય વતી વ્યવહારુ સાર્સ-કોવ-2 ડેલ્ટા વેરિઅન્ટ સારવારને ઓળખવા માટે સિંગાપોરમાં કરવામાં આવ્યો છે. પ્લેટફોર્મએ મેટાબોલાઇટ EIDD-1931ને મજબૂત એન્ટિવાયરલ ગુણધર્મો ધરાવતા હોવાનું ઓળખાવ્યું હતું જેનો ઉપયોગ અન્ય વ્યાપારી એન્ટિવાયરલ એજન્ટો સાથે મળીને SARS-CoV-2 ડેલ્ટા વેરિઅન્ટની સારવાર માટે અસરકારક ઉપચાર તૈયાર કરવા માટે કરી શકાય છે. અંગ પ્રત્યારોપણ 2016 માં વિકસાવવામાં આવેલા પી. આર. એસ. વ્યુત્પન્ન ફેનોટાઇપિક વ્યક્તિગત ડોઝ પ્લેટફોર્મનો ઉપયોગ યકૃત પ્રત્યારોપણ પ્રક્રિયાઓ માટે વ્યક્તિગત ટેક્રોલિમસ અને પ્રેડનિસોન ડોઝ પ્રદાન કરવા અને પ્રત્યારોપણની અસ્વીકારની ઘટનાઓને રોકવા માટે પ્રત્યારોપણ પછીની સંભાળ માટે કરવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિ કેલિબ્રેશન પરીક્ષણોની ન્યૂનતમ સંખ્યાનો ઉપયોગ કરવામાં સક્ષમ છે અને પરિણામે દાક્તરોને એક રોલિંગ વિન્ડો પૂરી પાડે છે જેમાં દૈનિક ઓપ્ટિમાઇઝ્ડ દવાની માત્રાની આગાહી કરી શકાય છે. દાક્તરોને સુલભ વ્યક્તિગત સારવાર સાધનો પૂરા પાડવા અને વસ્તી સરેરાશ આધારિત માત્રાના ઉપયોગની જરૂરિયાતને દૂર કરવા માટે દવાના નિયમમાં બદલાતા દર્દીઓના શારીરિક પ્રતિસાદને ધ્યાનમાં લેવા માટે આ મંચ દરરોજ ફરીથી માપાંકિત કરવામાં આવે છે. કિડની અને હૃદય પ્રત્યારોપણ સહિત અન્ય પ્રત્યારોપણ ઉપયોગો માટે આ મંચ પર સક્રિયપણે વિચારણા કરવામાં આવી રહી છે. સંદર્ભો ક્વાડ્રીક્સ સિસ્ટમ્સ બાયોલોજી વ્યક્તિગત દવા તબીબી નમૂનાઓ ઉભરતી તકનીકો બાયોમાર્કર્સ