Barcelona crea réplicas virtuales de órganos humanos para predecir y curar enfermedades

Imagina que pudieses predecir los problemas antes de que estos sucedan. Aunque suena a ciencia ficción ya se trata de una realidad. Eso es lo que hacen los gemelos digitales, réplicas virtuales de objetos físicos que permiten a los expertos simular escenarios hipotéticos para anticiparse a lo que vendrá. Recrear el planeta tierra puede servir para mitigar los efectos del cambio climático y construir una copia de una ciudad como Barcelona puede ayudar para optimizar la adopción de políticas públicas.

Sin embargo, esta emergente tecnología también empieza a aplicarse para optimizar la salud. En la segunda jornada del Mobile World Congress (MWC), que como cada año desde hace ya 18 —a excepción de 2020, cancelado por el covid— se celebra en L'Hospitalet de Llobregat, se ha presentado un corazón digital creado para descubrir patologías ocultas y ensayar tratamientos personalizados para cada persona en base a sus características. "Puede anticipar el resultado de distintas terapias en pacientes con problemas cardíacos, pero también detectar posibles enfermedades futuras en pacientes sanos", ha explicado Mariano Vázquez, cofundador de ELEM Biotech.

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La 'startup' responsable de este prototipo fue creada en 2018 desde el Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS). Desde entonces, sus gemelos digitales se han usado para simular el funcionamiento de marcapasos y bombas ventriculares, pero también han servido a las empresas farmacéuticas con las que trabajan para testear medicamentos de forma más óptima. "Cuando ingieres un fármaco hay una parte que se queda en la sangre y llega a tu corazón. Su composición puede afectar sus latidos y causar arritmias", ha asegurado Christopher Morton director ejecutivo de ELEM Biotech. La réplica digital permite experimentar con distintos fármacos para saber cuál funcionará mejor y descartar los que tengan peores efectos secundarios. Así, el modelo "reduce el riesgo de salud para el paciente, pero también el riesgo financiero de las farmacéuticas". La compañía también colabora con cardiólogos de centros sanitarios como el Hospital Clínic o el Hospital de Sant Pau.

Investigación en salud

Para poder construir réplicas de órganos tan complejos como un corazón, esta tecnología necesita de un gran volumen de datos y de una potencia de cálculo que solo tienen superordenadores como los del BSC. El centro catalán, un referente mundial, lleva años adoptando la supercomputación y la inteligencia artificial (IA) para acelerar la investigación científica en multitud de campos. "Los gemelos digitales son una revolución en nuestro entendimiento de qué se esconde detrás de la ciencia", ha explicado Alfonso Valencia, su director del departamento Life Science, en una mesa de debate organizada por Mobile World Capital Barcelona.

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Las enfermedades cardiovasculares causan más muertes que ninguna otra. En 2022, un total de 120.572 personas fallecieron en España debido a esas patologías, según el Instituto Nacional de Estadística. Sin embargo, hay otros campos en los que investigar. Es por ello que el BSC también trabaja en gemelos digitales para entender qué causa la diabetes, mientras que el Institut de Bioenginyeria de Barcelona crea pequeñas réplicas de órganos como cerebros o riñones para ver cómo responde el cuerpo humano a distintos fármacos. "La supercomputación nos ayuda a ser más efectivos y a maximizar las capacidades de la medicina", ha celebrado Núria Montserrat, profesora de investigación ICREA e investigadora principal en el mencionado instituto.

Más barato y óptimo

Además de optimizar la farmacología, los gemelos digitales comportan otros beneficios no menores. "Permitirán que se desarrollen soluciones médicas más baratas y escalables de forma más rápida", ha apuntado Josep Maria Martorell, director asociado del BSC. "Hacer ensayos con mascotas es más caro y menos preciso que hacerlos con modelos computacionales", ha añadido Vázquez.

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Aunque esta tecnología ya es una realidad, su adopción en ensayos clínicos está por llegar. Tanto desde el BSC como desde ELEM Biotech piden una regulación que permita incorporar los gemelos digitales en el sistema de salud cumpliendo con todas las garantías. En Estados Unidos, han explicado, la agencia del medicamento ya ha solicitado permiso para testear fármacos mediante la simulación virtual.