“GEMELOS DIGITALES” QUE TRANSFORMAN LA ONCOLOGÍA

Por Lucía Gallardo

 

La tecnología permite crear representaciones virtuales de pacientes y órganos para comprobar cómo evoluciona el tumor y la respuesta a los tratamientos, lo que supone un avance en la personalización de la medicina.

Los “gemelos virtuales” (digital twins) han llegado al mundo de la medicina para transformar la manera de abordar las enfermedades. Son representaciones virtuales de pacientes, órganos o sistemas del cuerpo humano que integran datos clínicos, genéticos y de imágenes para simular y predecir la evolución de afecciones como el cáncer. Esta tecnología contribuye a la medicina personalizada y al avance en la investigación oncológica mejorando el diagnóstico, el tratamiento y el seguimiento de la enfermedad.

El concepto de gemelo digital, utilizado en la industria durante años, encuentra cada vez más aplicaciones en el ámbito de la salud. En oncología, implica la reproducción virtual del cuerpo o el tumor de un paciente utilizando datos precisos sobre su condición clínica, lo que facilita tomar decisiones terapéuticas más personalizadas.
Tecnologías como la inteligencia artificial, el Big Data y los modelos matemáticos son esenciales para crear y operar estos modelos. Los gemelos digitales permiten predecir la evolución del cáncer y la eficacia de los tratamientos según los datos individuales del paciente, optimizando los planes de tratamiento y reduciendo los riesgos de las terapias convencionales. Además, mejoran la eficiencia de la investigación oncológica, ya que permiten simular tratamientos en entornos virtuales antes de aplicarlos a pacientes reales.

En diagnóstico, también son valiosos para la detección temprana y el seguimiento de la progresión del cáncer, pues proporcionan una evaluación más precisa y en tiempo real, lo que podría mejorar las tasas de éxito en el tratamiento.

APLICACIONES EN LA PRÁCTICA CLÍNICA

Las posibles aplicaciones de esta herramienta tecnológica en el campo de la oncología clínica, según un estudio publicado en la revista de la Sociedad Europea de Oncología Médica (ESMO), se centran, por un lado, en el apoyo a la toma de decisiones clínicas. En este sentido, los gemelos virtuales pueden aportar nuevos programas de detección adaptados a factores de riesgo específicos de la población, ayudar al médico en la elección de la mejor estrategia de tratamiento asociada con la mayor probabilidad de super-
vivencia o predecir el riesgo de toxicidad de la terapia según las características del paciente. También permitirán identificar de manera temprana la resistencia a un tratamiento. Asimismo, esta tecnología es útil para el desarrollo de los ensayos clínicos, al facilitar la inclusión en estos estudios de pacientes con características concretas, así
como la realización de ensayos sobre tumores raros.

LAS “GEMELAS DIGITALES” DEL CNIO

En España hay experiencias en este sentido. El proyecto Gemelas Digitales, impulsado por el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), se centra en la creación de modelos virtuales personalizados de mujeres con cáncer avanzado, como los de mama, pulmón y colorrectal. Las participantes, que colaboran de manera altruista, proporcionan datos sobre su enfermedad, sus hábitos y su estado emocional, los cuales se integran mediante inteligencia artificial para generar gemelas digitales.

Estos modelos permiten simular la evolución del cáncer y evaluar las respuestas a diferentes tratamientos. Además las participantes registran su información a través de relojes inteligentes y aplicaciones móviles, lo que enriquece los datos con detalles sobre sus hábitos diarios.

MEJORES TRATAMIENTOS CONTRA EL CÁNCER DE CEREBRO Y MAMA

Otro proyecto reciente es el que lleva a cabo el grupo de investigación NanoBioCel de la Universidad del País Vasco. En el marco del proyecto europeo DTRIP4H, está desarrollando una innovadora aplicación de gemelos digitales para la investigación y el tratamiento de los cánceres, en principio, de cerebro y de mama. Este proyecto permitirá simular cómo evolucionan las células cancerígenas ycómo responden a diferentes tratamientos, en un entorno controlado, todo ello sin la necesidad de realizar pruebas directas en los pacientes. Utilizando tecnologías como la bioimpresión 3D y la inteligencia artificial, los investigadores podrán construir nichos tumorales artificiales que imiten el entorno biológico de un tumor real.

Este enfoque reduce la dependencia de modelos animales en la investigación, lo que aporta una dimensión más ética y respetuosa al proceso de descubrimiento de tratamientos. Con el avance de estos modelos virtuales, el objetivo final es ofrecer tratamientos más personalizados, eficientes y adaptado a las necesidades específicas de cada paciente con cáncer.

GEMELOS VIRTUALES PARA NIÑOS Y ADOLESCENTES CON LEUCEMIA

Otro proyecto desarrollado en España en este ámbito es Leukodomics, del Hospital Infantil Universitario Niño Jesús, en Madrid. Su objetivo es crear gemelos virtuales de niños y adolescentes con diagnóstico de leucemia. Esta iniciativa busca simular la respuesta de los pacientes a diferentes tratamientos y predecir aspectos clave como las probabilidades de éxito, posibles toxicidades y la evolución a largo plazo de los supervivientes. Para ello, se están diseñando modelos digitales que integran información clínica detallada del paciente y características específicas de las células malignas, como mutaciones genéticas y patrones de expresión génica.

La iniciativa, que forma parte de un consorcio multidisciplinario que incluye expertos en informática, matemáticas, biología y física, utiliza modelos computacionales y recursos informáticos de ciencia de datos para simular la evolución de la leucemia sin la necesidad de intervención directa en los pacientes.

DESAFÍOS QUE RESOLVER

La tecnología de los gemelos digitales está todavía en sus inicios y hay diversos retos que deben resolverse antes de que puedan desarrollar todo su potencial, según los expertos.

Tal como plasma un artículo publicado en la revista Real-World Data and Digital Oncology de octubre de 2024 de la ESMO, uno de los principales desafíos es conseguir datos de alta calidad, en gran cantidad y provenientes de diferentes grupos de pacientes. Estos datos deben ser integrados y organizados de manera adecuada para que los modelos digitales sean precisos. Además, los datos de salud son muy sensibles, por lo que es necesario garantizar que se almacenen con seguridad. También es importante contar con suficiente capacidad informática para procesar grandes volúmenes de datos y ejecutar los algoritmos complejos necesarios.

Otro reto tiene que ver con la creación de los modelos en sí. Los expertos deben asegurarse de que los modelos matemáticos y de inteligencia artificial (IA) son lo más precisos posible y que se actualicen constantemente con datos reales. Un problema que puede surgir es que los datos no sean representativos de todas las personas, lo que podría llevar a resultados erróneos o sesgados.

ASPECTOS ÉTICOS 

En cuanto a los aspectos éticos, la privacidad de los datos es una de las mayores preocupaciones. Los gemelos digitales requieren mucha información personal, por lo que es esencial garantizar que estos datos no se filtren ni se usen de forma incorrecta. Además, es necesario que los pacientes comprendan cómo se utilizarán sus datos en el futuro y que den su consentimiento de manera clara. También es importante cumplir con las leyes y regulaciones que protegen la privacidad y el uso de los datos de salud.

Finalmente, para que estos modelos se utilicen con eficacia, es necesario que los profesionales de la salud reciban la formación adecuada. Los médicos y enfermeras deben aprender a usar estas tecnologías para que puedan ofrecer el mejor tratamiento posible a los pacientes. Esto significa que la educación en tecnología e IA debe incluirse en los programas deformación en Medicina.