Los gemelos digitales podrían conducir a una medicina más proactiva y personalizada, dicen los investigadores
Construyendo un gemelo digital personalizado: se necesitan datos de múltiples escalas para construir representaciones computacionales de procesos biológicos y sistemas corporales que se ven afectados por una infección viral. Estos submodelos están integrados y personalizados con datos clínicos de pacientes individuales. Luego, el gemelo digital se puede usar para derivar predicciones sobre el diagnóstico, el pronóstico y la eficacia y optimización de las intervenciones terapéuticas. Crédito: N. CARY/SCIENCE
¿Qué pasaría si tuviera un gemelo con el que los médicos pudieran trabajar para predecir sus futuras necesidades de atención médica o cómo un virus en particular podría afectarlo? Obviamente, no podemos experimentar con un clon real de nosotros mismos, pero podemos investigar diferentes escenarios con un gemelo digital.
Esa es la solución que sugiere un investigador de la Universidad de Indiana para predecir las futuras necesidades de atención médica de las personas y prepararse para responder más rápida y eficazmente a futuras pandemias.
James Glazier, profesor de ingeniería de sistemas inteligentes en la Escuela Luddy de Informática, Computación e Ingeniería de IU, junto con los coautores James Sluka del Instituto de Biocomplejidad de IU y Reinhard Laubenbacher de la Universidad de Florida, defienden la creación de modelos matemáticos mejorados de la salud y las enfermedades humanas utilizando mellizos. Dicen que los gemelos digitales aplicados al cuerpo humano podrían generar mejores resultados en el cuidado de la salud y respuestas más rápidas a nuevas enfermedades.
«Los gemelos digitales combinan un modelo informático que predice cómo evolucionará el estado de un sistema con -mediciones de tiempo de individuos», dijo Glazier, cuya perspectiva fue publicada en la revista Science. «La medicina, en este momento, es en gran parte reactiva: vas al médico cuando estás enfermo o después de que hay un problema importante. Idealmente, lo que nos gustaría poder hacer es predecir cuándo va a haber un problema y hacer pequeñas intervenciones para evitar que el problema se agrave».
Glazier y sus colegas sugieren que los gemelos digitales podrían ayudar a hacer predicciones para la infección viral y la respuesta inmune, lo que permite un diseño rápido de intervenciones para hacer que las personas mas saludable. Los gemelos digitales permitirían a los médicos y profesionales médicos realizar experimentos controlados y repetibles para descubrir cómo difieren los resultados de varias intervenciones, lo que permitiría una sección rápida de las intervenciones óptimas.
«La medicina carece de un componente clave de la práctica científica porque no se puede» t realizar experimentos controlados a nivel de individuos», dijo Glazier. «Los gemelos digitales resuelven este problema al permitir experimentos y controles virtuales en los que evaluamos lo que le sucederá a un individuo específico al recibir un tratamiento específico».
Los gemelos digitales también podrían modelar no solo cómo se ve la pandemia de COVID-19 como para un individuo, sino cómo podría ser una futura pandemia. Los pacientes con COVID-19 pueden variar drásticamente en la gravedad de sus síntomas, a pesar de tener el mismo virus. Aunque se han identificado múltiples condiciones preexistentes que pueden aumentar el riesgo de enfermedad grave con COVID-19, actualmente no hay forma de predecir en detalle cómo reaccionará una persona a la infección o a los tratamientos disponibles.
Los gemelos digitales podrían cambiar esto al brindar una mejor comprensión del sistema inmunitario de un individuo, así como también explicar por qué algunas vacunas inducen una respuesta inmunitaria fuerte e inmediata con protección de por vida, mientras que otras ofrecen una respuesta más débil y una protección que se disipa.
«La pandemia de COVID-19 ha revelado que no comprendemos lo suficientemente bien el sistema inmunitario a nivel individual como para poder diseñar tratamientos óptimos», dijo Glazier. «Si podemos construir modelos que puedan explorar cómo funcionan estas respuestas inmunitarias, potencialmente podemos diseñar mejores estrategias de vacunación».
Glazier y sus colegas tienen la esperanza de que con un mayor uso de los gemelos digitales, la capacidad de combatir no solo enfermedades conocidas, como el COVID-19, la influenza y el cáncer, sino que se potenciarán aquellas completamente desconocidas.
«COVID-19 no es la primera pandemia, y no será la última», él dijo. «La esperanza es que el trabajo que hacemos con los gemelos digitales para la infección y la respuesta inmunitaria nos proporcione la mayoría de las piezas necesarias para desarrollar rápidamente modelos predictivos detallados para el diagnóstico, el pronóstico y el tratamiento cuando nos enfrentemos a la próxima pandemia después de la COVID-19».
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‘Gemelos digitales’ Una ayuda para adaptar la medicación a pacientes individuales Más información: Reinhard Laubenbacher et al. Uso de gemelos digitales en infecciones virales, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abf3370 Información de la revista: Science
Proporcionado por la Universidad de Indiana Cita: Los gemelos digitales podrían conducir a una medicina más proactiva y personalizada, dicen los investigadores (2021 , 12 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-digital-twins-proactive-personalized-medicine.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.