“Podemos simular el funcionamiento de nuevos tratamientos en humanos virtuales”

Cada día se hace más evidente la presencia de la inteligencia artificial (IA) en nuestra rutina, ya sea en el trabajo, en las redes sociales o en cualquier búsqueda en Internet. Si depende del norteamericano Steven Levine, especialista en ciencia de materiales, también estará fuertemente presente en la asistencia sanitaria.

El investigador se dedica al desarrollo de gemelos virtualesuna herramienta que pretende mejorar los tratamientos de salud en humanos y, en el futuro, incluso sustituirnos en algunas etapas del desarrollo de nuevos medicamentos, por ejemplo.

“Las agencias reguladoras están evaluando este tipo de experimentos y cómo pueden reducir drásticamente el tiempo y el coste de los ensayos, ya que se gastan miles de millones de dólares para crear nuevos fármacos”, explica Levine, director de modelado humano virtual de la empresa francesa. Sistemas Dassault.

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Los gemelos virtuales ellos son Copias digitales que reproducen fielmente, en el entorno virtual, el comportamiento de un objeto real. Es una tecnología consolidada en varias industrias — se utiliza, por ejemplo, para probar las capacidades y debilidades de automóviles y aviones —pero poco aplicado al campo médico, debido a la complejidad de simular materiales orgánicos.

Con más de 30 años de experiencia en modelado computacional, Steven Levine cree que estamos listos para dar mayores pasos en el uso de la IA en la atención médica. A continuación, vea una entrevista exclusiva con el experto, también fundador y director ejecutivo de Living Heart Project, quien construyó con precisión un gemelo virtual del corazón humano.

VER SALUD: ¿Qué son los gemelos virtuales y cómo se han utilizado en medicina?

Steve Levin: Hace unas décadas, para algunas industrias, como la aeroespacial y la automotriz, quedó claro que la creación de versiones virtuales de automóviles o aviones para simular su comportamiento en las más diversas condiciones traería beneficios económicos, ambientales e incluso regulatorios.

Con el avance de la tecnología, los científicos pudieron asegurar que el modelo virtual, llamado gemelo virtualera idéntico y funcionalmente equivalente al objeto real.

Hoy en día, prácticamente todas las industrias manufactureras utilizan gemelos virtuales. En medicina, este recurso comenzó a ser más explorado en la última década. Hasta entonces, los sistemas eran demasiado rudimentarios para modelar partes del cuerpo.

Por eso reunimos a expertos de todo el mundo para crear gemelos virtuales de órganos humanos completos. Empezamos con el corazón :ccrearíamos un modelo más preciso, que pueda simular las especificidades de un individuo o de una población entera, teniendo en cuenta diferencias biológicas, geográficas o de género…

Así, es posible simular en humanos virtuales el funcionamiento de medicamentos o herramientas, como marcapasos y stents, en desarrollo.

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¿Cómo se construye un gemelo virtual?

De diversos exámenes, como ecocardiografía, resonancia magnética y tomografía computarizada. Los resultados recopilados se transponen al sistema y se adapta el objeto 3D. La simulación incluye detalles de cómo funcionan las fibras, las cámaras, las válvulas e incluso el sistema eléctrico del corazón, que es una bomba electromecánica. También podemos predecir cómo cambian todas estas variables.

Disponemos de un modelo de referencia que se puede adaptar rápidamente a cualquier individuo (o población) con cualquier condición de salud.

¿Cómo puede afectar esta aplicación en medicina a poblaciones enteras?

Creo que la forma más valiosa, al menos hoy en día, de ayudar a las personas es modelando un ensayo clínico. [pesquisas em humanos onde são testados tratamentos experimentais] de antemano. Durante el desarrollo de un nuevo tratamiento, se prueban diferentes dosis y sustancias en diferentes públicos, y sólo entre el 10 y el 15% de estos ensayos tienen éxito.

Se pueden acelerar y aprovechar mejor con el uso de gemelos virtuales, que ayudan a comprender, con mayor precisión, lo que puede suceder durante las pruebas. Es posible probar la variabilidad y centrarse en una población específica. Esto le da una mayor confianza de que está apostando por los parámetros correctos en su prueba.

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¿Cómo ven las agencias reguladoras esta aplicación?

Estamos trabajando con la FDA. [Food and Drug Administration, a agência reguladora dos Estados Unidos]. Acabamos de completar un proyecto en el que modelamos un ensayo clínico completo para mostrar cómo se puede utilizar esta tecnología para reducir la cantidad de voluntarios necesarios en los ensayos.

También puede mejorar la cobertura de poblaciones subrepresentadas en los ensayos, como los niños. Por razones éticas, se realizan pocas pruebas en niños, pero podemos realizarlas en gemelos virtuales.

Las agencias reguladoras están evaluando este tipo de experimento y cómo puede reducir drásticamente el tiempo y el costo de los ensayos, ya que se gastan miles de millones de dólares para desarrollar nuevos medicamentos.

¿Se pueden utilizar también los gemelos virtuales para mejorar las técnicas quirúrgicas?

Aquí es donde ya estamos logrando un impacto significativo. Antes de la cirugía se solicitan radiografías, tomografías computarizadas y resonancias magnéticas para que los médicos tengan una idea de cuál es el problema y puedan planificar cómo será la operación.

Con los gemelos virtuales, el cirujano hace esto con más precisión, porque puede probar en el paciente digital lo que imagina para la cirugía y ver cuáles serán los resultados, que en realidad podemos predecir muy bien, al menos en lo que respecta a las cirugías cardiovasculares. … y extirpación de tumores, por ejemplo.

Al probar diferentes procedimientos, tienen mayor certeza de que están eligiendo las técnicas correctas y pueden capacitar a los equipos para lo que está por venir. Podrán hacerlo bien a la primera y pasar menos tiempo en el quirófano porque el equipo estará mejor preparado.

Esto también supone una gran ventaja para cirugías de alta complejidad, incluidas las que involucran a niños.

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Durante la pandemia, también utilizó esta tecnología para simular el riesgo de contaminación por Covid-19 en un hospital de China. ¿Cómo fue esta experiencia?

Durante la pandemia, tuvimos la oportunidad de contribuir a la construcción del Hospital Leishenshan, en Wuhan, teniendo en cuenta un modelo virtual del espacio, que predijo cómo podría ocurrir la contaminación por Sars-CoV-2 y otros gérmenes. Sorprendentemente, o quizás no, el diseño de la mayoría de hospitales no tiene esto en cuenta.

También aplicamos este sistema a teatros y universidades de otras ciudades para que la gente pudiera reconocer que el diseño de los edificios (hospitales en particular, pero esencialmente en cualquier lugar) es importante para mantener a la gente sana.

¿Podría algún día esta tecnología aplicarse a gran escala, para una gran parte de la población?

Creemos que los gemelos virtuales pueden ayudar a desmitificar el funcionamiento de nuestros cuerpos. No con toda la complejidad que el médico necesita saber, pero sí lo suficiente para que tú, como consumidor, puedas entender realmente cómo funcionan tus órganos y cómo les afectan tus hábitos.

Acabamos de anunciar un proyecto en el que analizamos a una atleta olímpica, la estadounidense Desiree Linden. Tiene el récord mundial para una mujer mayor de 40 años en un maratón. Y, como es propio de esta edad, empezó a ser más consciente de su salud.

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Construimos un gemelo virtual de su corazón y, mientras entrena, simula lo que está pasando en ella en ese momento. Entonces, si Desiree se siente cansada, sabrá si puede acelerar el ritmo o si hacerlo causará daño a sus órganos.

De esta forma podremos, en el futuro, conectar esta información a la de simples relojes inteligentes y, así, tendrás más herramientas a tu disposición para gestionar mejor tu salud y comunicarte con tu médico de una forma mucho más colaborativa e informativa. . Creo que ahí es donde veremos en los próximos años que esta tecnología realmente marca la diferencia.