En un laboratorio en Roma, Marco Evangelos Biancolini y su equipo de investigadores están probando la efectividad de varios procedimientos quirúrgicos en pacientes. Pero esto no se hace en personas reales, sus contrapartes digitales se muestran en una pantalla de computadora, reflejando las condiciones bioquímicas individuales de cada persona. Estas tecnologías pueden abrir la puerta a una nueva era de la medicina: la atención médica personalizada.
Probar métodos y medicamentos en «gemelos digitales» permite al personal médico determinar los mejores métodos de tratamiento para cada paciente. En el caso de Biancolini, el equipo está investigando sobre aneurismas, que son protuberancias anormales en las paredes de los vasos sanguíneos.
«No queremos hacer pruebas y errores en pacientes, pero con los gemelos digitales, podemos probar la cirugía varias veces», dijo Marco Evangelos Biancolini, profesor de diseño de máquinas en la Universidad de Roma.
Como parte del proyecto de investigación MeDiTATe, Biancolini recibió financiamiento de la Unión Europea para capacitar a investigadores en etapa inicial sobre las aplicaciones potenciales de los gemelos digitales en el tratamiento y prevención de aneurismas. Estas condiciones pueden ocurrir desde el nacimiento de una persona o ser el resultado de factores como la presión arterial alta, placas de ateroma o lesiones.
El proyecto MeDiTATe tiene una duración de cuatro años y medio y se completará en junio de 2024. Involucra a 25 socios académicos e industriales de Italia, Francia, Grecia, Noruega y Suiza.
Los aneurismas ocurren en aproximadamente el 3% de la población mundial, y muchas personas desconocen su presencia hasta que es demasiado tarde.
Las consecuencias de la ruptura de un aneurisma son graves. Hasta el 35% de las personas que experimentan la ruptura de un aneurisma mueren, y solo un tercio puede regresar a una vida normal.
Ante una condición potencialmente debilitante que puede ocurrir en cualquier parte del sistema circulatorio humano, encontrar una forma de salvar más vidas es necesario.
Los gemelos digitales pueden mejorar la detección temprana de señales de advertencia en pacientes reales, lo que permite una acción preventiva más rápida.
Los investigadores del proyecto MeDiTATe esperan aumentar las tasas de supervivencia de las personas con aneurismas y mejorar la detección y prevención temprana.
Si un paciente ha sido diagnosticado con un aneurisma o hay sospecha de su presencia, se puede crear un gemelo digital basado en su propia fisiología. Los expertos médicos pueden realizar pruebas para desarrollar tratamientos personalizados.
Dado que recolectar datos del propio cuerpo de una persona es difícil sin procedimientos invasivos, los investigadores imprimen réplicas en 3D de los pacientes para recopilar la información necesaria para crear el gemelo digital más completo.
«La combinación del paciente, la réplica y el gemelo digital cierra el ciclo», dijo Biancolini.
Los gemelos digitales ya se están utilizando en la investigación científica, pero el proyecto MeDiTATe tiene como objetivo facilitar su utilización por parte de los profesionales médicos.
El equipo ha trabajado con hospitales y ha recopilado información de profesionales de la salud para comprender lo que necesitan de un gemelo digital para sacar conclusiones sobre un aneurisma de un paciente.
Tienen la intención de implementar comercialmente gemelos digitales rentables en el tratamiento de aneurismas, y los miembros del consorcio MeDiTATe ya han presentado varias patentes.
Biancolini cree que los gemelos digitales serán el futuro de la atención médica a medida que se vuelvan cada vez más confiables y precisos, disminuyendo la necesidad de crear réplicas tradicionales del cuerpo humano.
Otros investigadores financiados por la Unión Europea también están aprovechando el mundo digital para brindar un apoyo diferente en la atención médica.
El proyecto MAESTRIA está construyendo una plataforma para recopilar conjuntos de datos que ayudarán a los médicos a comprender y tratar la fibrilación auricular, un latido cardiaco irregular, y los accidentes cerebrovasculares en pacientes. El proyecto de cinco años se llevará a cabo hasta febrero de 2026.
Los investigadores están buscando biomarcadores específicos que indiquen el riesgo de ambas afecciones.
El equipo está desarrollando herramientas digitales basadas en biomarcadores de próxima generación, que integran el procesamiento de inteligencia artificial y grandes conjuntos de datos de imágenes avanzadas, electrocardiografía y tecnologías ómicas para mejorar el diagnóstico y el tratamiento personalizados de los pacientes.
En la Unión Europea, el accidente cerebrovascular es la segunda causa principal de muerte y la principal fuente de discapacidad en adultos.
«Cuando una persona tiene fibrilación auricular y experimenta un accidente cerebrovascular, es el resultado de un proceso patológico que comenzó muchos años antes», dijo el profesor Stéphane Hatem, profesor de fisiología cardiaca en el Instituto de Cardiometabolismo y Nutrición en París.
Él cree que con el proyecto MAESTRIA, los investigadores podrán demostrar que el tejido adiposo alrededor del corazón es un biomarcador clave para la fibrilación auricular y el accidente cerebrovascular. Tener una amplia gama de datos de pacientes que exploren ambos factores permitirá formular dicha conclusión.
El profesor Hatem y su equipo se están preparando para probar la plataforma en el núcleo del proyecto.
Los investigadores están reclutandㅁ pacientes de países europeos como Francia, Alemania y España. Las pruebas se realizarán durante un período de dos años y medio.
Si tienen éxito, se incluirá a personas de fuera de Europa. Cuanto más representen un espectro de la población, más útiles serán los conjuntos de datos.
«Para ser útil en la atención clínica, es importante validar el algoritmo no solo en la amplia población sino también en pacientes no solo de los países de Europa occidental», dijo el profesor Hatem.
La plataforma desarrollada estará accessible para otros profesionales médicos.
Las personas con diferentes conjuntos de datos pueden contribuir a la plataforma y ayudar a sacar conclusiones. Por ejemplo, un investigador que se centre en los accidentes cerebrovasculares en Riga, la capital de Letonia, podría proporcionar datos y, a cambio, acceder a toda la información disponible en la plataforma.
El resultado general será una mayor comprensión de los biomarcadores por parte de los expertos médicos y un tratamiento más dirigido y efectivo para los pacientes.
Al igual que Biancolini, Hatem cree que las tecnologías digitales son cruciales para mejorar la atención médica.
«La medicina personalizada significa que podemos identificar y determinar de manera muy precisa el riesgo para cada paciente individual», dijo Hatem.
La investigación en este artículo ha sido financiada por la Unión Europea, incluidas las Acciones Marie Skłodowska-Curie (MSCA). Las declaraciones del entrevistado no reflejan necesariamente la posición de la Comisión Europea. Este artículo fue publicado originalmente en el sitio web.
FAQ:
1. Pregunta: ¿Qué son los gemelos digitales?
Respuesta: Los gemelos digitales son versiones digitales de los pacientes que reflejan sus condiciones bioquímicas y fisiológicas individuales. Se pueden utilizar para probar métodos de tratamiento y medicamentos para encontrar las mejores soluciones para los pacientes.
2. Pregunta: ¿Cuál es la aplicación de los gemelos digitales en la atención médica?
Respuesta: Los gemelos digitales pueden ayudar en la detección temprana de enfermedades, permitiendo una intervención preventiva rápida. También se pueden utilizar para desarrollar planes de tratamiento personalizados para los pacientes.
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