Cada día, un nuevo algoritmo parece permitir a las computadoras diagnosticar enfermedades con una precisión sin precedentes. Y eso refuerza las predicciones de que una IA pronto (al menos parcialmente) reemplazará a los médicos.
¿Y si las computadoras también pudieran reemplazar a los pacientes? Si los pacientes virtuales pudieran reemplazar a personas reales en alguna etapa de un ensayo de medicamentos, por ejemplo, ¿podrían acelerar el desarrollo? ¿Y si hubiera una "medicina de silicona"?
Asimismo, se podrían "administrar" vacunas potenciales que probablemente no hubieran funcionado a pacientes virtuales. Este proceso reduciría el tiempo y los costos de las pruebas, y evitaría probar "candidatos" peligrosos en voluntarios vivos.
La medicina del silicio
Es una forma de definir la experimentación de fármacos y tratamientos en órganos virtuales o sistemas corporales para predecir cómo responderá una persona real a las terapias.
Los pacientes reales seguirán siendo necesarios en los estudios de última etapa en un futuro próximo, pero los ensayos con pacientes virtuales permitirán primeras evaluaciones rápidas y rentables de seguridad y eficacia, reduciendo drásticamente el número de sujetos humanos necesarios para los ensayos.
¿Cómo funciona?
Empecemos por el principio: no podemos hablar de pacientes virtuales sin hablar de órganos virtuales. El "modelado" de un paciente virtual comenzará con la recopilación de todos los datos anatómicos que se obtendrán del diagnóstico no invasivo de una persona. Estos datos luego se cruzarán con un modelo matemático complejo de los mecanismos que gobiernan la función de ese órgano.
Algoritmos especiales que se ejecutan en computadoras poderosas (tal vez computadoras cuánticas, pronto) resolverán las ecuaciones resultantes y las incógnitas, generando un órgano virtual que se ve y se comporta como el real.
Pacientes virtuales: ya estamos trabajando en curso
La FDA, Food and Drug Administration, el organismo estadounidense que se ocupa de alimentos y medicamentos, ya utiliza simulaciones por computadora en lugar de ensayos en humanos para evaluar nuevos sistemas de mamografía. La agencia también ha publicado una guía para diseñar ensayos de fármacos y dispositivos que incluyan pacientes virtuales.
Análisis de flujo cardíaco, un servicio basado en la nube aprobado por la FDA, permite a los médicos identificar enfermedades coronarias basándose en imágenes de TC del corazón de un paciente. El sistema HeartFlow utiliza estas imágenes para construir un modelo de flujo de líquido de la sangre que fluye a través de los vasos sanguíneos coronarios, identificando así las condiciones anormales y su gravedad. Sin esta tecnología, los médicos tendrían que realizar un angiograma invasivo para decidir si intervenir y cómo.
Experimentar con modelos digitales de pacientes individuales también puede ayudar a adaptar la terapia para cualquier número de condiciones y ya se está utilizando en el cuidado de la diabetes.
Un enfoque que proviene de la ingeniería
La filosofía detrás de la medicina del silicio y los pacientes virtuales no es nueva. La capacidad de crear y simular el rendimiento de un objeto en cientos de condiciones operativas ha sido una piedra angular de la ingeniería durante décadas. Por ejemplo para el diseño de circuitos electrónicos, aviones y edificios.
Siguen existiendo varios obstáculos para su implementación generalizada en la investigación y el tratamiento médicos.
Primero, se debe confirmar el poder predictivo y la confiabilidad de esta tecnología y esto requerirá varios avances. Estos incluyen la generación de bases de datos médicas de alta calidad a partir de una base de pacientes grande y étnicamente diversa compuesta por mujeres y hombres. Refinamiento de modelos matemáticos para dar cuenta de los muchos procesos de interacción en el cuerpo. Los cambios adicionales en los métodos de inteligencia artificial, desarrollados principalmente para el reconocimiento de imágenes y voz por computadora, deben ampliarse para proporcionar conocimientos biológicos.
Necesitamos otra forma, pero el final es magnífico
La comunidad científica y los socios de la industria están abordando estos problemas a través de iniciativas como la Proyecto Corazón Vivo por Dassault Systèmes, HubMAP (una especie de Google Maps de las celdas) e Microsoft Healthcare NExT.
En los últimos años, la FDA y las autoridades reguladoras europeas han aprobado algunos usos comerciales de los diagnósticos basados en computadora. Sin embargo, cumplir con los requisitos reglamentarios requiere mucho tiempo y dinero.
Crear demanda para estas herramientas es un desafío dada la complejidad del ecosistema de la atención médica. La medicina del silicio debe poder ofrecer un valor asequible a los pacientes, médicos y organizaciones sanitarias para acelerar la adopción de la tecnología.
