(Sumber : https://ctsi.duke.edu/centers-pillars/center-precision-health)
Industri farmasi telah mengalami transformasi signifikan dalam beberapa tahun terakhir, terutama dengan hadirnya teknologi baru yang memainkan peran penting dalam pembentukan masa sebelumnya. Menurut laporan dari Grand View Research, nilai pasar global untuk teknologi farmasi diproyeksikan mencapai $147,5 miliar pada tahun 2028. Pertumbuhan ini didorong oleh peningkatan penggunaan teknologi digital dalam proses penemuan dan pengembangan obat. Teknologi ini memberikan penghematan waktu dan biaya yang signifikan bagi perusahaan farmasi, sekaligus meningkatkan keselamatan pasien dan hasil pengobatan.
Digital twin (DT) telah menjadi konsep inovatif dalam pengobatan pribadi, dengan potensi besar untuk merevolusi layanan kesehatan dan meningkatkan hasil bagi pasien. Dengan menciptakan versi digital dari individu dan menggunakan teknologi canggih, kembaran digital memungkinkan tenaga medis mendapatkan gambaran menyeluruh tentang kesehatan pasien, mempersonalisasi rencana perawatan, dan membuat keputusan berbasis data. Di era kemajuan teknologi ini, kembaran digital berperan penting dalam memperdalam pemahaman tentang kesehatan pasien, melakukan pemodelan prediktif, menilai risiko, menjalankan uji klinis digital, serta mendukung pemantauan jarak jauh dan telemedicine.
Digital twin dalam pengembangan obat dan uji klinis merepresentasikan sistem secara virtual dengan berbagai tingkat kompleksitas, mulai dari sel individu hingga seluruh tubuh manusia, serta memungkinkan simulasi dan eksperimen in silico. DT meningkatkan efisiensi dalam proses penemuan dan pengembangan obat dengan mendigitalkan tahapan yang biasanya menghadapi kendala ekonomi, etika, atau sosial yang signifikan. Dampak positifnya mencakup pemahaman yang lebih mendalam tentang penyakit, mendukung penghilangan biomarker, serta mempercepat pengembangan obat, yang pada akhirnya mendorong kemajuan pengobatan presisi. Dengan demikian, artikel ini membahas bagaimana digital twin dapat membantu perusahaan memahami produk, proses, dan sistem mereka dengan lebih baik, memungkinkan pengambilan keputusan yang lebih tepat, serta mencegah potensi masalah dalam pengembangan obat dan uji klinis, serta manfaat dan tantanga nya dalam industri farmasi.
Apa itu Digital Twin (DT) ?
(Sumber : https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/17460441.2023.2273839#d1e256)
Digital Twin (DT) dalam pengembangan obat dan uji klinis merepresentasikan sistem secara virtual dengan berbagai tingkat kompleksitas, mulai dari sel individu hingga seluruh tubuh manusia, serta memungkinkan simulasi dan eksperimen in silico. DT meningkatkan efisiensi dalam proses penemuan dan pengembangan obat dengan mendigitalkan tahapan yang biasanya menghadapi kendala ekonomi, etika, atau sosial yang signifikan. Dampak positifnya mencakup pemahaman yang lebih mendalam tentang penyakit, mendukung penghilangan biomarker, serta mempercepat pengembangan obat, yang pada akhirnya mendorong kemajuan pengobatan presisi. Salah satu pendekatan untuk mengimplementasikan DT adalah melalui kecerdasan buatan (AI) generatif, teknologi canggih yang dapat menghasilkan data baru yang realistis dan kompleks sesuai dengan kebutuhan. AI generatif juga berkontribusi pada pengembangan Digital Twin (DT), yaitu replika digital dari objek fisik atau sistem yang terhubung dengan aliran data dan informasi dua arah. DT merupakan inovasi terbaru dalam pengembangan obat secara in silico.
Uji Klinis Digital dan Pengembangan Obat
Digital Twin (DT) siap membawa perubahan besar dalam uji klinis dan pengembangan obat dengan menawarkan keunggulan signifikan dibanding metode tradisional. Dengan simulasi populasi pasien digital yang mencerminkan demografi nyata, teknologi ini mempercepat penemuan obat, meningkatkan kemanjuran, keamanan, dan efisiensi pengobatan baru. Kemampuan untuk menghasilkan pasien digital yang dapat disesuaikan dengan berbagai karakteristik, seperti usia, jenis kelamin, dan genetika, memungkinkan representasi yang lebih komprehensif dari populasi uji coba. Hal ini meningkatkan prediktabilitas respons, efek pengobatan, dan risiko efek samping, sehingga memungkinkan peneliti menyesuaikan parameter uji klinis untuk efisiensi dan kekuatan statistik yang optimal.
Manfaat Digital Twin dalam Industri Farmasi
Digital Twin memiliki potensi untuk mendukung pengembangan proses yang optimal, kuat, terukur, dan layak secara komersial. Banyak perusahaan farmasi saat ini telah memanfaatkan perangkat lunak CFD (Computational Fluid Dynamics) untuk memodelkan momentum, energi, dan perpindahan massa dalam reaktor dan bioreaktor. Kembaran digital menawarkan langkah lebih lanjut dengan mengintegrasikan data CFD bersama informasi lainnya untuk memprediksi desain reaktor yang optimal, parameter proses, dan protokol tambahan. Selain itu, kembaran digital dapat digunakan untuk meramalkan kinerja, mengurangi jumlah proses kualifikasi kinerja (PPQ) yang diperlukan untuk membangun strategi pengendalian yang solid, serta menghemat jutaan dolar. Manfaat lainnya termasuk efisiensi dalam pelacakan proses untuk memastikan kepatuhan terhadap persyaratan regulasi, peningkatan integritas data, kemudahan transisi ke pemrosesan berkelanjutan, serta pengurangan biaya infrastruktur.
Tantangan Implementasi Digital Twin
Pasar digital twin dihadapkan pada berbagai tantangan yang dapat menghambat pertumbuhannya. Kendala-kendala ini meliputi biaya implementasi yang tinggi, peningkatan permintaan akan daya dan penyimpanan, masalah integrasi dengan sistem yang sudah ada serta perangkat lunak berpemilik, serta kompleksitas arsitektur kembaran digital itu sendiri. Penerapan solusi kembaran digital merupakan investasi yang mahal, memerlukan dana yang signifikan untuk platform teknologi, yang terdiri dari sensor dan perangkat lunak, pengembangan infrastruktur, pemeliharaan, kontrol kualitas data, serta solusi keamanan. Kembaran digital terus-menerus mengumpulkan, menganalisis, dan menyimpan data dari lingkungan fisik untuk menyediakan informasi yang cukup bagi pengambilan keputusan. Oleh karena itu, tantangan terkait integritas dan keamanan data menjadi sangat penting. Hal ini mencakup langkah-langkah seperti enkripsi data, penyimpanan yang aman, dan pencadangan rutin untuk melindungi privasi data yang digunakan dalam model kembaran digital. Dengan mengandalkan data real-time dari lingkungan yang dinamis dan model yang akurat, kembaran digital harus menyertakan proses kontrol rutin untuk memprediksi kinerja. Tantangan besar lainnya adalah memastikan bahwa prediksi yang dihasilkan oleh kembaran digital sesuai dengan hasil yang diperoleh setelah pemasaran. Meskipun kembaran digital merupakan representasi matematis yang mendetail dari biologi manusia, ia memerlukan validasi yang ketat untuk mendapatkan persetujuan regulasi dalam uji coba virtual dan jalur pengembangan yang dipercepat. Beberapa ahli menyarankan agar uji coba tradisional dan virtual dilakukan secara bersamaan, namun hal ini dapat membatasi potensi efisiensi dalam hal waktu dan biaya.
Kesimpulan
Kembaran digital muncul sebagai pendekatan inovatif dalam pengobatan yang dipersonalisasi, memanfaatkan replika digital dari pasien untuk meningkatkan diagnostik, strategi pengobatan, dan hasil perawatan kesehatan. Dengan memfasilitasi pemahaman yang lebih mendalam tentang kondisi kesehatan pasien melalui pemodelan prediktif, uji klinis digital, dan pemantauan jarak jauh, kembaran digital menciptakan peluang untuk intervensi perawatan yang lebih tepat dan individual. Meskipun pengembangan dan integrasi kembaran digital menghadapi berbagai tantangan, potensi untuk merevolusi pengobatan yang dipersonalisasi sangat besar, membuka jalan bagi perawatan yang lebih disesuaikan dan peningkatan kesejahteraan pasien.
Namun, penerapan kembaran digital manusia juga menghadirkan dilema etika, seperti isu persetujuan yang diinformasikan, kepemilikan data, dan kemungkinan diskriminasi berdasarkan profil kesehatan. Ketika kita melangkah ke era baru dalam pengobatan, integrasi kembaran digital memberikan peluang yang menarik, namun juga tantangan yang signifikan. Oleh karena itu, sangat penting bagi komunitas medis untuk secara aktif mengembangkan pedoman dan regulasi etis, memastikan bahwa potensi kembaran digital dimanfaatkan sepenuhnya sambil tetap menjaga kesejahteraan pasien sebagai prioritas utama.
Referensi :
- Alvaro, D. (2023). The powerful potential of digital twin technology to improve drug discovery, development, manufacturing, and more. ALMANAC PHARMA. https://www.pharmasalmanac.com/articles/the-powerful-potential-of-digital-twin-technology-to-improve-drug-discovery-development-manufacturing-and-more
- Bates, A. (2023). How Synthetic Data and Digital Twins are Transforming Research and Clinical Trials. Eularasis. https://eularis.com/how-synthetic-data-and-digital-twins-are-transforming-research-and-clinical-trials/
- Bordukova, M., Makarov, N., Rodriguez-Esteban, R., Schmich, F., & Menden, M. P. (2023). Generative artificial intelligence empowers digital twins in drug discovery and clinical trials. Expert Opinion on Drug Discovery, 19(1), 33–42. https://doi.org/10.1080/17460441.2023.2273839
- Vallée, A. (2024). Envisioning the Future of Personalized Medicine: Role and Realities of Digital Twins. J Med Internet. https://www.jmir.org/2024/1/e50204
Penulis : Malika Amalia Salsabila – Farmasi UBP Karawang
