Los médicos harán experimentos con nuestros gemelos en un universo paralelo

Investigadores suizos han creado duplicados digitales de pacientes con los que poder probar, controlar y predecir la efectividad de una terapia antes de administrársela a las personas reales. Esto ayudaría a minimizar el riesgo que suponen para los enfermos algunos tratamientos experimentales o encontrar la dosis correcta de analgésicos.

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Se sabe desde hace tiempo que el futuro de la medicina está en la personalización. Tratar a cada paciente tomando en consideración no solo unos pocos indicadores biométricos, como se hace hasta ahora, sino cómo interacciona la enfermedad con el cocktail genético que hay en cada uno de nosotros.

El gran problema de la medicina personalizada está en manejar la gran cantidad de datos necesaria para llevarla a cabo. Esto solo se puede resolver mediante modelos matemáticos como los que proponen los investigadores suizos.

Los duplicados digitales se usan en ingeniería desde hace años para buscar modelos de producción más eficientes. Hace poco vimos como Nvidia presentaba el Omniverso, una plataforma digital donde las leyes de la física son exactamente iguales a las del mundo real y que está permitiendo a los ingenieros de compañías como BMW crear y gestionar copias virtuales de sus fábricas.

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Ese mismo principio es el que han aplicado los investigadores del instituto Empa que, junto a un equipo de la Universidad de Berna, han creado un gemelo digital del cuerpo de varios cientos de pacientes del Hospital Cantonal de Gallen. Para probar la efectividad de su modelo, se ha tomado como referencia el tratamiento del dolor con opioides artificiales.

Estos analgésicos, según comentan los investigadores a través de la web de Empa, se administran, entre otros métodos, a través de la piel mediante un parche farmacológico. Sin embargo, la dosis adecuada sólo puede determinarse por ensayo y error. Las reacciones a una subdosis o sobredosis sólo se observan a posteriori, cuando el medicamento hace tiempo que ha abandonado el parche farmacológico.

Los gemelos digitales desarrollados por los investigadores vienen a solucionar este problema proponiendo un tratamiento individualizado a cada paciente que garantice una dosis correcta y constante del analgésico.

Cómo funciona el duplicado digital

Los gemelos digitales son criaturas complejas basadas en modelos matemáticos. Los investigadores han tenido en cuenta diversas variables entre las que están la edad o el estilo de vida de los pacientes reales. "Al crear un avatar, tenemos en cuenta, por ejemplo, cómo se metaboliza el fármaco en el organismo durante el tratamiento y qué cantidad llega finalmente al centro del dolor en el cerebro de la persona", explica Thijs Defraeye, investigadora de Empa y líder del proyecto.

Para garantizar que la dosis no sólo es segura sino también eficaz, la copia virtual recibe información fisiológica y psicológica del paciente real sobre su percepción del dolor. "Con esta información de los humanos, el avatar puede ajustar dinámicamente la terapia e incluso predecir el curso", explica Flora Bahrami, otra de las investigadoras de este estudio.

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La aplicación de esta técnica en los pacientes del Hospital Cantonal de Gallen es una muestra más de la importancia de la personalización en la eficacia de este tipo de tratamientos. “Hemos podido demostrar que el régimen de tratamiento óptimo para mujeres y hombres, así como para personas jóvenes y mayores, difiere significativamente", afirma Bahrami.

Los investigadores afirman que la terapia del dolor mediante parches es sólo el principio y ya están probando otras terapias como la administración de insulina para la diabetes mediante gemelos digitales. En el futuro, los sensores también medirán otros parámetros fisiológicos, como los latidos del corazón o la frecuencia respiratoria, en tiempo real, e informarán al avatar.

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Un estudio publicado por un grupo de investigadores suecos en la revista Biomedcentral analiza los pros y los contras del uso generalizado de gemelos digitales para el tratamiento de enfermedades. Entre los obstáculos principales que señala el estudio está el coste y la gestión de la gran cantidad de información sensible que es necesaria para que funcione. Según los investigadores una iniciativa así se acercaría en magnitud al Proyecto Genoma Humano, que sigue siendo el mayor proyecto biológico de colaboración del mundo.

Aún así, el estudio asegura que esta nueva tecnología puede conducir no sólo a una gran mejora de la asistencia sanitaria y la comprensión de los mecanismos de las enfermedades, sino también a direcciones de investigación completamente nuevas. Según los investigadores, esta tecnología puede inspirar nuevos desarrollos técnicos que llevarían a una disminución tanto de los costes como de las dificultades que implica la implementación clínica de los gemelos digitales. Los investigadores que firman el artículo concluyen diciendo que: “dada la importancia del problema médico, el potencial de los gemelos digitales merece esfuerzos de investigación concertados a una escala similar a la del Proyecto Genoma Humano”.