Asystentka w Katedrze Inteligentnych Systemów i Sieci WSIiZ. W swojej pracy magisterskiej zajmowała się testami w zdalnym nauczaniu, metodyką, sposobami tworzenia oraz innowacjami. Swoją pracę inżynierską poświeciła zagadnieniom zastosowania analizy dyskryminacyjnej w badaniach populacyjnych DNA. Jej zainteresowania naukowe skupiają się wokół informatyki medycznej, w szczególności interesuje się tematyką wykorzystania nowoczesnych technologii w diagnostyce i procedurach medycznych. Doświadczenie w tym obszarze zdobywała pracując miedzy innymi, jako specjalista IT w szpitalu.
Między środowiskiem a płodnością – gdzie spotykają się immunologia i informatyka
Dlaczego coraz więcej par ma problemy z poczęciem dziecka? Odpowiedź nie zawsze jest prosta. Naukowcy zwracają dziś uwagę nie tylko na czynniki zdrowotne, ale także na wpływ środowiska i układu odpornościowego. W odkrywaniu tych zależności coraz większą rolę odgrywają nowoczesne technologie i analiza danych.
Środowisko a zdrowie człowieka
Coraz więcej badań pokazuje, że zdrowie człowieka jest silnie związane ze środowiskiem, w którym żyje. Zanieczyszczenie powietrza, wody i gleby, obecność różnych substancji chemicznych czy zmiany klimatu mogą wpływać na funkcjonowanie organizmu na wiele sposobów. Szczególnie dużo uwagi poświęca się dziś zdrowiu reprodukcyjnemu. Coraz więcej par doświadcza trudności z zajściem w ciążę, a ustalenie przyczyny problemu nie zawsze jest łatwe [1].
Naukowcy coraz częściej zwracają uwagę na rolę układu odpornościowego, który reaguje na czynniki środowiskowe i jednocześnie może mieć wpływ na płodność. To pokazuje, jak złożony jest to problem i dlaczego tak trudno wskazać jedną konkretną przyczynę niepłodności [1].
W takich sytuacjach pomocne okazują się nowoczesne technologie. Lekarze muszą analizować dużą liczbę wyników badań i informacji dotyczących pacjentów, dlatego coraz częściej korzystają z narzędzi informatycznych wspomagających diagnostykę. Programy komputerowe pomagają porządkować dane, wyszukiwać zależności i wspierać podejmowanie decyzji dotyczących dalszego leczenia.
Informatyka znajduje zastosowanie również podczas procedur in vitro. Systemy wykorzystujące sztuczną inteligencję analizują rozwój zarodków i dostarczają specjalistom dodatkowych informacji pomocnych przy ocenie ich potencjału rozwojowego. Dzięki temu możliwe staje się bardziej indywidualne podejście do pacjenta oraz lepsze wykorzystanie dostępnych danych medycznych.
Układ odpornościowy jako „pośrednik”
Układ odpornościowy pełni rolę swoistego pośrednika między organizmem a środowiskiem. To on pomaga nam reagować na czynniki zewnętrzne i utrzymywać wewnętrzną równowagę. Problem w tym, że współczesne środowisko stawia przed nim coraz większe wyzwania. Zanieczyszczenie powietrza, stres czy inne niekorzystne czynniki mogą wpływać na jego funkcjonowanie i zaburzać naturalną równowagę organizmu [2].
Coraz więcej badań wskazuje również, że nieprawidłowe działanie układu odpornościowego może mieć związek z problemami z płodnością [3]. Zdarza się, że kobieta jest zdrowa, wyniki podstawowych badań nie budzą zastrzeżeń, a mimo to nie może zajść w ciążę lub doświadcza nawracających poronień.
Rys. 1. Układ odpornościowy jako system reagujący na czynniki środowiskowe
W takich przypadkach jedną z możliwych przyczyn mogą być zaburzenia immunologiczne. Nieprawidłowa reakcja układu odpornościowego może utrudniać implantację zarodka lub wpływać na dalszy przebieg ciąży [4]. To właśnie dlatego niepłodność immunologiczna należy dziś do najbardziej złożonych i najtrudniejszych do zdiagnozowania rodzajów niepłodności.
Środowisko a płodność – czy znamy już wszystkie odpowiedzi?
Coraz częściej pojawia się pytanie, czy problemy z płodnością mogą mieć związek ze zmianami zachodzącymi w naszym otoczeniu. Oddychamy zanieczyszczonym powietrzem, spożywamy żywność zawierającą różne substancje chemiczne, a mikroplastik jest obecny niemal wszędzie – od wody pitnej po produkty spożywcze. Co więcej, jego ślady wykryto również w organizmie człowieka, między innymi w łożysku [5].
Rys. 2. Mikroplastik na opuszku palca
Niepłodność jest dziś uznawana za istotny problem zdrowotny dotykający miliony ludzi na całym świecie [6]. Dlatego naukowcy coraz częściej badają, czy długotrwałe narażenie na niekorzystne czynniki środowiskowe może wpływać także na zdrowie reprodukcyjne. Problem polega na tym, że skutki takich oddziaływań często ujawniają się dopiero po wielu latach, a na płodność wpływa jednocześnie wiele elementów – styl życia, dieta, stres, środowisko oraz indywidualne predyspozycje organizmu [7].
Choć wciąż nie znamy wszystkich odpowiedzi, coraz więcej badań wskazuje, że zależności między środowiskiem, układem odpornościowym i płodnością są znacznie bardziej złożone, niż sądzono jeszcze kilkanaście lat temu [7].
Gdzie w tym wszystkim znajduje się informatyka?
Współczesna medycyna coraz częściej przypomina pracę detektywa. Gdy przyczyna problemów z zajściem w ciążę nie jest oczywista, lekarze muszą przeanalizować wiele informacji – od wyników badań hormonalnych i immunologicznych po dane genetyczne oraz historię leczenia pacjentki.
W takich sytuacjach coraz większą rolę odgrywa informatyka. Dzięki bioinformatyce możliwe jest analizowanie ogromnych zbiorów danych medycznych i wyszukiwanie zależności, których człowiek nie byłby w stanie zauważyć samodzielnie [8]. Pomaga w tym również sztuczna inteligencja, która potrafi rozpoznawać wzorce w danych i wspierać lekarzy w podejmowaniu decyzji diagnostycznych oraz terapeutycznych [9].
Rys. 3. Wykorzystanie nowoczesnych technologii i narzędzi cyfrowych w analizie danych medycznych
Nowoczesne technologie znajdują zastosowanie także podczas procedur in vitro. Specjalne systemy monitorują rozwój zarodków i analizują tysiące wykonywanych zdjęć. Dzięki temu możliwe jest dokładniejsze wskazanie zarodków o największym potencjale rozwojowym oraz wsparcie pracy embriologów [10].
Rys. 4. Procedura zapłodnienia in vitro (ICSI) polegająca na wprowadzeniu plemnika do komórki jajowej
Jeszcze kilkanaście lat temu takie rozwiązania kojarzyły się z science fiction. Dziś stają się codziennym narzędziem wspierającym lekarzy w lepszym zrozumieniu zależności między środowiskiem, układem odpornościowym a płodnością.
Między naturą a technologią – droga do nowego życia
Problemy z płodnością należą dziś do jednych z największych wyzwań współczesnej medycyny. Coraz więcej wskazuje na to, że wpływ na zdrowie reprodukcyjne mają zarówno czynniki środowiskowe, jak i sposób działania układu odpornościowego. Jednocześnie naukowcy coraz częściej wykorzystują analizę dużych zbiorów danych, aby lepiej zrozumieć zależności, które wcześniej pozostawały niewidoczne.
To właśnie tutaj medycyna spotyka się z informatyką. Sztuczna inteligencja, modele predykcyjne czy koncepcja cyfrowego bliźniaka pokazują, że diagnostyka i leczenie mogą wyglądać inaczej niż jeszcze kilka lat temu. Takie rozwiązania rozwijane są już w różnych dziedzinach medycyny, między innymi w kardiologii [11].
Choć nadal nie znamy wszystkich odpowiedzi dotyczących niepłodności immunologicznej, jedno wydaje się pewne – jej zrozumienie będzie wymagało współpracy wielu dziedzin nauki. Być może przyszłość medycyny nie będzie polegała wyłącznie na wykonywaniu kolejnych badań, ale przede wszystkim na umiejętnym łączeniu informacji pochodzących z różnych źródeł.
Być może troska o płodność zaczyna się znacznie wcześniej, niż sądzimy – od troski o środowisko, w którym żyjemy. To, jak traktujemy otaczający nas świat, wpływa nie tylko na zdrowie naszej planety, ale również na zdrowie przyszłych pokoleń. A choć coraz częściej pomagają nam w tym nowoczesne technologie, ich celem pozostaje niezmiennie człowiek i jego marzenie o nowym życiu.
Literatura:
[1] Landrigan P.J. et al., The Lancet Commission on pollution and health, The Lancet, 2018.
[2] Agarwal A. et al., The effects of oxidative stress on female reproduction, Reproductive Biology and Endocrinology, 2012.
[3] Kwak-Kim J., Gilman-Sachs A., Clinical aspects of immunologic infertility, American Journal of Reproductive Immunology, 2008.
[4] Robertson S.A., Immune regulation of conception and embryo implantation, Journal of Reproductive Immunology, 2005.
[5] Ragusa A. et al., Plasticenta: First evidence of microplastics in human placenta, Environment International, 2021.
[6] World Health Organization, Infertility, WHO Fact Sheet, 2023.
[7] Skakkebaek N.E. et al., Male Reproductive Disorders and Fertility Trends: Influences of Environment and Genetic Susceptibility, Physiological Reviews, 2016.
[8] Liu K., Zhang Y., Martin C., Ma X., Shen B., Translational Bioinformatics for Human Reproductive Biology Research: Examples, Opportunities and Challenges for a Future Reproductive Medicine, International Journal of Molecular Sciences, 2023.
[9] Esteva A., Robicquet A., Ramsundar B. et al., A guide to deep learning in healthcare, Nature Medicine, 2019.
[10] Salih M., Austin C., Warty R.R., Tiktin C., Rolnik D.L., Momeni M., Rezatofighi H., Reddy S., Smith V., Vollenhoven B., Embryo selection through artificial intelligence versus embryologists: a systematic review, Human Reproduction Open, 2023.
[11] Corral-Acero J. et al., The 'Digital Twin’ to enable the vision of precision cardiology, European Heart Journal, 2020.
