Los gemelos digitales podrían ayudar a los médicos a salvar vidas en las UCI

Un proyecto de hasta 38 millones de dólares busca crear versiones digitales del sistema inmunitario de pacientes críticos para probar posibles tratamientos antes de administrarlos en la vida real. Los gemelos digitales en medicina podrían convertirse en una nueva herramienta para los médicos de las unidades de cuidados intensivos (UCI). Cada día, estos especialistas toman decisiones cruciales sobre tratamientos que pueden salvar vidas. Las respuestas inmunitarias atípicas pueden complicar todavía más esa tarea.

Ahora, un proyecto liderado por la Facultad de Medicina Larner de la Universidad de Vermont busca determinar si esta tecnología puede ayudar. La universidad recibió un contrato de investigación y desarrollo de hasta 38 millones de dólares de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada para la Salud (ARPA-H). Esta agencia forma parte del Departamento de Salud y Servicios Humanos de Estados Unidos.

La institución aseguró que se trata del mayor financiamiento para investigación en su historia. El proyecto ReSCUED (Reprogramming Severe Critical-illness Using Extensible Digital-Twins) estará dirigido por el doctor Gary An. An es cirujano traumatólogo, investigador y profesor de la Universidad de Vermont.

Un gemelo digital es un modelo computacional de un sistema u objeto. Utiliza datos continuos para mantenerse sincronizado con su contraparte del mundo real. Esto permite estudiar cómo podría reaccionar ese sistema ante distintas condiciones y escenarios. El concepto también comienza a extenderse hacia una versión digital de una persona.

Gemelos digitales en medicina para entender el sistema inmunitario

Incluso con los avances médicos actuales, la disfunción del sistema inmunitario continúa planteando grandes desafíos. Es un área donde la inteligencia artificial aplicada a la salud está abriendo nuevas posibilidades. Estas herramientas pueden analizar grandes cantidades de datos y apoyar la toma de decisiones médicas.

An puso como ejemplo la sepsis. Esta afección potencialmente mortal ocurre cuando la respuesta del organismo a una infección provoca una disfunción de los órganos. El problema tiene una escala considerable. Según la Organización Mundial de la Salud, estimaciones globales apuntan a cerca de 48.9 millones de casos de sepsis al año.

También se calculan alrededor de 11 millones de muertes relacionadas. Esto representa aproximadamente 20% de todas las muertes en el mundo. “La sepsis es un grave problema de salud pública, y uno que no hará más que agravarse a medida que la población envejezca”, declaró An.

También señaló que el problema puede crecer conforme la medicina mejora su capacidad para tratar otras enfermedades. En las UCI modernas, algunos pacientes “no logran salir del estado de disfunción inmunológica, y no sabemos cómo ayudarlos a superarlo”, añadió en el comunicado de la Universidad de Vermont. Ahí es donde entrarían en juego los gemelos digitales.

Probar un tratamiento antes de administrarlo

El proyecto tendrá una duración prevista de cinco años. Utilizará datos de los participantes, incluidos historiales médicos y análisis de sangre frecuentes. Con esa información, los investigadores perfeccionarán modelos que reflejen las respuestas inmunitarias de cada persona. La idea es aprender de estos gemelos digitales y evaluar posibles estrategias de tratamiento antes de administrarlas al paciente.

De acuerdo con ARPA-H, el equipo monitoreará varios mediadores inmunitarios. También analizará el funcionamiento de las células inmunitarias y el estado neurofisiológico. La información se combinará con los expedientes médicos electrónicos. Después, alimentará un modelo computacional capaz de simular distintas terapias para cada paciente.

Los gemelos digitales en medicina podrían permitir que estas simulaciones sean cada vez más personalizadas. El proyecto forma parte de CIRCLE, un programa más amplio de ARPA-H. Su objetivo es desarrollar nuevas capacidades de gemelos digitales para enfermedades críticas.

Una de sus metas es conseguir una reducción de 25% en la duración de las estancias en UCI de pacientes en estado crítico. La iniciativa forma parte de una transformación más amplia de la atención médica impulsada por la tecnología. La personalización de los tratamientos depende cada vez más de combinar datos clínicos, inteligencia artificial y modelos computacionales.

Los datos de los participantes serán recopilados por tres socios clínicos. Participarán la Facultad de Medicina de la Universidad Wake Forest y la Facultad de Medicina Heersink. También colaborará la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington. Por su parte, el Instituto de Medicina del ADN e InflammaSense aportarán tecnología para pruebas y monitoreo.

Al finalizar el proyecto, los investigadores esperan crear una plataforma que ayude a los médicos a elegir tratamientos. El objetivo es anticipar cómo podría reaccionar cada paciente. Si funciona, los gemelos digitales en medicina podrían ofrecer una ventaja particularmente poderosa. Los médicos podrían explorar primero qué ocurre en una versión computacional del paciente. Después podrían utilizar esa información para apoyar algunas de las decisiones más delicadas en el mundo real.