Opinión: Predicción de tormentas perfectas
SXC.HU, SACHYN Mucho antes de que el huracán Sandy tocara tierra en la costa atlántica de EE. UU. en octubre pasado, los meteorólogos habían predicho su curso y posibles impactos. Aunque la tormenta causó enormes daños, las alertas tempranas permitieron que las personas se prepararan o evacuaran las áreas que se encontraban directamente en su camino. Si la tormenta hubiera tomado completamente por sorpresa a los residentes de la costa, no hay duda de que el número de muertos y la devastación habrían sido mucho peores.
El desarrollo de simulaciones informáticas del tiempo ha transformado nuestra capacidad para predecir la gravedad de los “tormentas perfectas” como Sandy. La precisión de estas predicciones se basa en las simulaciones’ capacidad de unir muchos tipos diferentes de datos, incluida la presión y temperatura del aire, la temperatura del agua, la velocidad del viento y las corrientes oceánicas, en un modelo fiel del fenómeno extremadamente complejo que es el clima. En la última década, las simulaciones por computadora han revolucionado de manera similar los campos del diseño mecánico, las finanzas, la ecología y las operaciones aeroespaciales…
Los trastornos cerebrales como la esclerosis múltiple (EM) también son tormentas perfectas. Por lo tanto, deberían ser susceptibles de simulaciones informáticas similares. En la EM, la genética, el medio ambiente y cientos de otros factores se unen para provocar el ataque del sistema inmunitario a las neuronas del cerebro y la médula espinal, que son características de la enfermedad. El problema es que aún no entendemos cómo se integran todos estos factores para formar un mapa de consenso y una imagen completa de la enfermedad. Por lo tanto, a pesar de los impresionantes esfuerzos de los centros de investigación académicos globales y los grupos de defensa de los pacientes para recopilar datos de personas con EM, todavía tenemos una comprensión muy limitada de cómo funciona la EM, quién la desarrollará o qué podría hacer a continuación. Intentar predecir el curso de la esclerosis múltiple o cualquier enfermedad compleja basándose en algunos tipos de datos desconectados es como tratar de rastrear un huracán midiendo solo la temperatura del aire y la velocidad del viento.
¿Cómo podemos llegar allí?
Ahora nos encontramos en una encrucijada única en la historia de la investigación biomédica. Las tecnologías avanzadas, como los secuenciadores de genes y la resonancia magnética funcional y volumétrica, nos han dado acceso a una cantidad de información biológica sin precedentes. Las tecnologías móviles ahora permiten la participación del paciente y un perfil profundo de la experiencia de la enfermedad. Las nanotecnologías de biosensores pueden brindarnos lecturas en tiempo real sobre el medio ambiente. Mientras tanto, la revolución en la computación de alto rendimiento nos ha brindado la capacidad de dar sentido a toda esta información y convertirla en modelos predictivos de enfermedades, mapas de enfermedades que realmente podemos usar. Al mismo tiempo, los científicos de todo el mundo están adoptando un enfoque de investigación más abierto y colaborativo que trasciende las paredes de los laboratorios individuales y crea conexiones entre disciplinas, geografías e industrias.
Al igual que el pronóstico del tiempo, la solución para predecir el storm of MS es el establecimiento de una red virtual global de sensores y expertos que envían información a supercomputadoras y modeladores de computadoras para permitir la interpretación de datos complejos a la velocidad del pensamiento.
A principios de este año, en Orion Bionetworks lanzó una alianza de investigación cooperativa comprometida con transformar el estudio de los trastornos cerebrales como la EM y acelerar el descubrimiento de nuevos diagnósticos, tratamientos y curas. El éxito de esta empresa depende de la construcción de una creciente comunidad o red de organizaciones que contribuyan a todos los aspectos de la investigación. Las nuevas asociaciones y los esfuerzos de construcción de la comunidad en la industria farmacéutica y biofarmacéutica brindan datos y apoyo financiero, mientras que los colaboradores que se especializan en la construcción de modelos informáticos sofisticados de trastornos cerebrales ofrecen tecnología y experiencia. Los socios de tecnología de la información ayudan a crear acceso, además de integrar y manejar enormes volúmenes de datos. Los socios defensores de los pacientes brindan datos a largo plazo de personas con EM y ayudan a definir objetivos de investigación a largo plazo. Por último, los socios en laboratorios académicos y gubernamentales ayudarán a validar nuestras simulaciones y generar nuevos datos para mejorar el poder predictivo de este enfoque.
La base de dicha red es el ensamblaje de muchos tipos diferentes de datos de la actividad genética. a los síntomas diarios y la respuesta a los medicamentos de personas con trastornos como la EM para determinar cómo están conectados. Después de integrar los datos, construimos simulaciones por computadora que permitirán a los médicos e investigadores predecir cómo los trastornos como la EM afectarán a un individuo. Nuestra primera simulación de EM ya ha generado información sobre nuevos genes asociados a la EM que ya se sabe que son importantes en otros trastornos del SNC. Ahora estamos lanzando estudios de análisis de vías para interpretar qué papel funcional pueden tener estos genes.
Así como los modelos climáticos permiten mitigar el daño de las tormentas, esperamos mejorar la forma en que cuidamos a las personas con EM y hacer que la búsqueda de nuevas terapias menos costosas y más productivas. Es hora de aprovechar todo el potencial de la tecnología y la colaboración científica. Al formar comunidades dedicadas al uso de supercomputación y big data para comprender la EM y otros trastornos cerebrales, podemos lograr lo que se ha hecho con la predicción del tiempo y algo más. A diferencia del clima, que no podemos cambiar, es posible que podamos usar estas nuevas y poderosas herramientas de investigación de enfermedades no solo para predecir el acercamiento de la tormenta perfecta, sino también para detenerla por completo.
Magali Haas es la fundadora y directora ejecutiva de Orion Bionetworks.
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