Gemelos digitales para tratar el cáncer infantil: el bigdata biomédico llega a la medicina de precisión

Los gemelos digitales, las réplicas virtuales completas de pacientes, serán una realidad en cuestión de meses. De hecho, el programa Leukodomics coordinado por el Hospital Niño Jesús de Madrid, ya está trabajando en ello para ayudar en el diagnóstico y tratamiento de la leucemia aguda, el cáncer más común en niños y adolescentes.

Gracias a los modelos computacionales de la enfermedad y los recursos informáticos procedentes de la ciencia de datos, se simularán las respuestas a cada tratamiento y se podrá predecir su evolución: las probabilidades de éxito, posibles toxicidades o la evolución a largo plazo del superviviente. Todo ello sin necesidad de una intervención directa en el paciente, lo que minimiza el nivel de riesgo terapéutico.

El proyecto, coordinado por el Hospital Infantil Universitario Niño Jesús, cuenta además con especialistas en Informática, Matemáticas, Física y Biología de la Universidad Complutense de Madrid, el Instituto de Investigación del Hospital público 12 de Octubre, la Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM) , la Universidad Francisco de Vitoria (UFV) y el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC).

“Nuestro objetivo es crear un recurso nuevo que consiste en un gemelo virtual de cada paciente con leucemia aguda, de manera que podamos ofrecer al médico que trata a estos pacientes la posibilidad de realizar una serie de experimentos, pero no con el paciente, sino con el gemelo”, explica Manuel Ramírez, jefe de sección del Servicio de Oncología del Hospital Niño Jesús . Se generarán unos modelos digitales que integrarán la información del menor: cuál fue el diagnóstico, cómo fue la respuesta al tratamiento o cuál es su fondo genético. También se recogerá la información de sus células malignas: mutaciones genéticas, subprogramas de expresión génica, arquitectura del genoma y características biomecánicas.

Para ello, se desarrollarán una serie de técnicas computacionales que permitirán extraer las propiedades biofísicas de las células, explica Diego Herráez, miembro del Grupo Biofísica Computacional de la UFV. Luego, indica Gabriel Fernández, Profesor e investigador del Laboratorio de Oncología Matemática de la UCLM, la información de mutaciones o respuestas a terapias se incorporarán a una plataforma digital donde va a residir ese gemelo virtual que permitirá "con técnicas basadas en inteligencia artificial, análisis masivo de datos y modelos matemáticos" poder predecir distintos escenarios de respuesta, sin necesidad de intervenir en el paciente. "Es lo que hoy se conoce como medicina de precisión", subraya el profesor.

Una técnica, la del bigdata biomédico, en la que la Unidad de Bioinformática del CNIC del Ministerio de Ciencia lleva más de una década trabajando, asegura Fátima Sánchez. Lo que van a hacer ahora, explica la responsable del departamento, es "trabajar con datos genéticos a nivel de célula única con el propósito de mejorar tanto el diagnóstico como el tratamiento de los niños con leucemia".  Un trabajo que espera contar en dos años con las primeras versiones de este modelo digital.