«Un gemelo digital de un corazón nos permite simular una cirugía»

En pocas palabras, ¿qué son unos gemelos digitales?

Es un término derivado de la ingeniería, una réplica en ordenador de un sistema de robots, por ejemplo en una factoría de coches. Hay sistemas comerciales en los que se replica lo que sucede en la cadena de montaje, con la ventaja de que continuamente se recibe información y, si falla algo, se puede hacer una simulación sobre cómo arreglarlo. Se está aplicando también a la previsión del tiempo y el Barcelona Supercomputing Center (BSC) hace muchos gemelos digitales, simulaciones de situaciones reales de cosas distintas.

¿Cómo se utiliza en la previsión del tiempo?

Normalmente se predice a dos semanas con sistemas de ecuaciones, mediciones de la temperatura, la humedad. Pero Google y otras compañías ya han cogido todas las predicciones históricas y han entrenado sistemas para predecir el tiempo sin esas ecuaciones y hacerlo mejor que los sistemas anteriores. Se trabaja en el gemelo digital de todo el planeta para predecir, no sólo el tiempo en el corto espacio, sino el cambio climático.

"Hacer gemelos digitales de humanos es mucho más complicado"

¿Y en biología computacional?

Hacer gemelos digitales de humanos es mucho más complicado. No estamos digitalizados y ni siquiera sabemos cuántos tipos celulares tenemos, pero los llamamos así en biología computacional porque intentamos reproducir esa realidad, sabiendo que no tienen la capacidad ni el nivel de definición que sí hay en sistemas más sencillos. Intentamos descomponer el problema en otros más pequeños, hacer aproximaciones y simulaciones para entender un sistema, generar hipótesis y validarlas experimentalmente.

¿Aproximaciones de qué tipo?

Tenemos aproximaciones digitales a nivel de órganos. El BSC desarrolló hace años un gemelo digital del corazón que ahora se explota a través de una spin-off del BSC. Se utiliza para preparar una cirugía. Permite probar en un escenario lo más realista posible, con el gemelo digital del corazón de una persona, cómo sería esa intervención, ahorrando tiempo e incertidumbre. Está muy enfocado a la parte quirúrgica, pero a nosotros nos interesan más otros modelos.

Su grupo genera gemelos digitales de sistemas celulares

¿A qué modelos se refiere?

A sistemas de células. Podemos simular un tumor en el que hay distintos tipos de células: la propia del tumor, la del entorno, el sistema inmune y demás células, y ver cómo va a reaccionar a un tratamiento con un fármaco. Como cada célula es distinta, estamos generando un gemelo digital sobre lo que pasa dentro de cada una. Mi grupo genera estos gemelos digitales de sistemas celulares.

Todo un desafío.

Sí, porque lo conocemos mucho menos que otros sistemas físicos más sencillos. El desafío también está en conseguir datos y en desarrollar un software capaz de simular qué pasa entre un millón de células a una. Una de las razones por las que vine al BSC es por su experiencia en el desarrollo de ejemplos digitales y capacidad computacional. Hemos dedicado mucho tiempo a desarrollar el software para simular un tumor con un millón de células y a experimentos computacionales que otros investigadores han validado.

Los datos deben ser accesibles y tener operatividad

¿Por qué son un reto los datos?

Usamos datos médicos, de imagen y de genómica, y se genera mucha información, pero su acceso es un problema grave. Como pacientes, debemos demandar que nuestros datos tratados de un modo seguro puedan beneficiar a la investigación, de la que depende el desarrollo de fármacos. En el área de gemelos digitales, de esos datos accesibles y operativos depende lo que podamos desarrollar.

"Se está empezando a aprobar la evidencia computacional para medicamentos para ensayos clínicos en humanos"

¿Demasiada complejidad técnica aún por resolver?

Sí, pero al desarrollar en paralelo proyectos experimentales con biólogos o médicos ya tenemos una parte importante. Y ahora que ya vemos que nos podemos fiar de la tecnología, estamos interesados en colaboraciones para ponerlo en práctica, y en parte la visita a Santiago tiene que ver con esto. Se está empezando a aceptar la evidencia computacional para aprobar medicamentos que puedan llevar a ensayos clínicos en humanos, y la FDA estadounidense ya ha aprobado el primero.

Destacadas colaboraciones con Galicia

¿Mantienen relación con grupos investigadores de Santiago?

Tenemos mucha relación en genómica con Ángel Carracedo, hemos colaborado con Mabel Loza en screening y queremos profundizar en ello, y lo hemos hecho con Senén Barro en el desarrollo de modelos de lenguaje. Nuestro objetivo es ser fuertes en Europa, nos cuesta porque otros países invierten más, pero Galicia tiene el segundo centro de supercomputación de España y ambos estamos en la red española. Además, ha sido aprobada una factoría de IA en biomedicina y el BSC tiene una, con lo que tenemos muchas áreas de potenciales colaboraciones.