Gemelos digitales: un paso más en el camino hacia la medicina personalizada

Al realizar una búsqueda en PubMed sobre ‘gemelos digitales’ aparecen más de 1.500 resultados¹. En medicina, estos se basan en recopilar todos los datos posibles de un paciente para hacer una réplica de un órgano concreto o parte de su organismo. Con ello, se pueden testar diferentes tratamientos para evaluar si son los más adecuados en cada caso, lo que supone un gran paso en el avance hacia la medicina personalizada².

Aunque estas réplicas llevan utilizándose desde hace años, la llegada de tecnologías como la inteligencia artificial está impulsando su progreso. Así, mediante el procesamiento de datos de la historia clínica, demográficos, de imagen médica, moleculares y genómicos o, incluso, referentes a hábitos y estilos de vida, se pueden crear estos gemelos digitales de manera que sean lo más fidedignos posibles a las características del paciente³.

En la actualidad, algunas de las áreas más punteras en que se están utilizando los gemelos digitales son las siguientes:

• Neurología: en el marco del proyecto de la Comisión Europea EIC Pathfinders⁴, con el foco en respaldar proyectos disruptivos en investigación, se está llevando a cabo una investigación denominada Neurotwins con cerebros virtuales para estudiar enfermedades neurológicas. Este cuenta con la participación de España, Italia, Suecia, Estados Unidos y Alemania, y persigue estudiar las redes cerebrales de personas con patologías como el alzhéimer y la epilepsia y tratar de ver el efecto de una estimulación mínima invasiva en las misma⁵. En esta misma línea, el proyecto Virtual Brain Twins también cuenta con financiación europea para estudiar microcircuitos neuronales, con el foco en la psicosis y la esquizofrenia⁶.
• Oncología: este campo es uno de los que aglutina más proyectos de investigación y esto también alcanza a los gemelos virtuales. Desde Canadá se impulsó OncoSim, plataforma que realiza una microsimulación de la aparición de diferentes tumores, su crecimiento y evalúa estrategias contra la enfermedad, aplicándose actualmente en neoplasias como el cáncer de mama, cérvix o pulmón⁷. A nivel europeo, el proyecto Primage utiliza esta tecnología con una plataforma en la nube para mejorar la toma de decisiones sobre dos de los tumores pediátricos con mayor impacto: neuroblastoma (NB), el cáncer sólido más frecuente de la primera infancia, y el glioma pontino intrínseco difuso (DIPG).
  En España también hay proyectos similares usando estas tecnologías. Entre ellos está ‘Gemelas Digitales’, del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), en el que ya han participado más de 100 mujeres con cáncer avanzado de mama, pulmón o colorrectal para ver la evolución de la enfermedad y qué abordaje y hábitos tienen impacto en el curso de la misma con el fin de ayudar a futuras pacientes⁸. También el Hospital Niño Jesús, centro pediátrico en Madrid, coordina el estudio Leukodomics⁹ que busca crear gemelos virtuales de niños y adolescentes con leucemia para simular su respuesta a cada tratamiento y predecir su evolución; en este también se estudian otros aspectos como la probabilidad de éxito o la toxicidad de las diferentes terapias.

• Cardiología: la Sociedad Europea de Cardiología forma parte de diversos proyectos a nivel europeo¹⁰. Entre ellos están NextGen (que integra datos multimodales a través de herramientas de próxima generación con el foco en el genoma para avanzar hacia la medicina cardiovascular personalizada); AI4HF (usando gemelos digitales para la predicción de riesgos en insuficiencia cardiaca); o Profid (estudia cómo prevenir la muerte súbita después de un infarto de miocardio implantando desfibriladores, utilizando los gemelos virtuales para identificar a los pacientes que más se beneficiarían de esta intervención). También, un equipo de la Universidad de San Diego (California) plantea el uso de gemelos digitales del corazón para planificar aquellas cirugías más complejas¹¹. Por otra parte, y aunque no sólo con el foco en esta especialidad, existen proyectos europeos como ARTEMIs, con participación del Hospital Vall d’Hebron de Barcelona, que estudian el hígado graso y sus complicaciones cardiovasculares mediante estos gemelos digitales.
• Neumología: los gemelos digitales virtuales pulmonares están en estudio para diversos aspectos. Hasta el momento, se está analizando su uso para la evaluación funcional de los pacientes, la simulación de condiciones críticas y planificación quirúrgica, o la personalización del pronóstico y el tratamiento. Asimismo, las aplicaciones en esta especialidad también se extienden a estudiar los riesgos de diferentes contaminantes o a la formación médica¹². 

Aunque a día de hoy estos proyectos están en fase de estudio, cada vez se está ampliando más el conocimiento sobre su uso y se está empezando a aplicar en entornos controlados para controlar su viabilidad.

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Fuentes:

¹ PubMed: Digital twins. Disponible en: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/?term=digital+twins&sort=date

² Sociedad Canaria de Pediatría: Gemelos digitales aplicados a la biomedicina. Disponible en: https://scptfe.com/gemelos-digitales-aplicados-a-la-biomedicina/

³ Universidad Internacional de Valencia: Expertos VIU | Gemelos Digitales en Salud: el futuro que ya está aquí y el que viene. Disponible en: https://www.universidadviu.com/es/actualidad/noticias/expertos-viu-gemelos-digitales-en-salud-el-futuro-que-ya-esta-aqui-y-el-que-viene

⁴ Comisión Europea: EIC Pathfinders. Disponible en: https://eic.ec.europa.eu/eic-funding-opportunities/eic-pathfinder_en

⁵ Comisión Europea: Neurotwin: un avance tecnológico que mejora la vida de las personas con epilepsia. Disponible en: https://eic.ec.europa.eu/success-stories/neurotwin-technological-breakthrough-improving-lives-people-suffering-epilepsy_en

⁶ Virtual Brain Twins: How & why we build a virtual brain twin. Disponible en: https://www.virtualbraintwin.eu/project/how_and_why.html

⁷ Canadian Partnserhip Against Cancer: Oncosim. Disponible en: https://www.partnershipagainstcancer.ca/tools/oncosim/

⁸ Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO): Más de 100 mujeres con cáncer avanzado han participado ya en el proyecto ‘Gemelas Digitales’, para crear modelos virtuales de la enfermedad. Disponible en: https://www.cnio.es/noticias/mas-de-100-mujeres-con-cancer-avanzado-han-participado-ya-en-el-proyecto-impact-gemelas-digitales-para-crear-modelos-virtuales-de-la-enfermedad/

⁹ Comunidad de Madrid: El Hospital público Niño Jesús de la Comunidad de Madrid lidera una investigación que creará gemelos virtuales de pacientes con leucemia. Disponible en: https://www.comunidad.madrid/hospital/ninojesus/noticia/hospital-publico-nino-jesus-comunidad-madrid-lidera-investigacion-creara-gemelos-virtuales-pacientes

¹⁰ Sociedad Europea de Cardiología: Ongoing EU Projects. Disponible en: https://www.escardio.org/Research/Research-Funding/eu-funded-projects

¹¹ Sel Kaan et al: Creación de gemelos digitales para la salud cardiovascular: de los principios al impacto clínico. Disponible en: https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/JAHA.123.031981

¹² Open Respiratory Archives: Gemelos digitales pulmonares. Disponible en: https://www.elsevier.es/en-revista-open-respiratory-archives-11-articulo-gemelos-digitales-pulmonares-S2659663624001164?utm_source=chatgpt.com