Los primeros síntomas con los que se manifiesta la infección que provoca en nuestro organismo la Covid-19 son muy distintos: desde un simple dolor de cabeza o malestar general, similar al de la gripe, hasta la pérdida del gusto y el olfato. Pero los médicos siguen sin saber cuál será la evolución de la enfermedad en cada paciente.
"La interacción entre la infección viral, la respuesta del huésped y el desarrollo de inflamación cardiovascular y lesión todavía se entiende mal. Es difícil saber si los síntomas de un paciente seguirán siendo leves o se deterioran rápidamente y desencadenarán múltiples fallos en los órganos". Es la principal preocupación que manifiesta Adrian Ionescu, profesor del Laboratorio de Dispositivos Nanoelectrónicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL).
Para poder anticiparse a esa evolución de la enfermedad, un equipo de científicos europeos ha recurrido a la inteligencia artificial para desarrollar el proyecto Digipredict. Se trata de recrear un gemelo digital, un clon virtual del paciente, para "estudiar, comprender y pronosticar mejor la probabilidad de que la salud empeore y ofrecer así una atención personalizada".
El proyecto, impulsado desde la EPFL, y en el que colaboran la Universidad de Berna y la Escuela Politécnica de Zúrich (ETHZ), quiere unir "la excelencia científica y técnica en un proyecto interdisciplinario, que reunirá a las comunidades médica, biológica, electrónica, informática, de procesamiento de señales y ciencias sociales de toda Europa", según indican desde la EPFL.
Un parche con nanosensores envía las señales
Este gemelo digital desarrollado en el proyecto Digipredict se alimentará de los datos del paciente, que serán recopilados utilizando un parche. Este registra los niveles de oxígeno, el ritmo de la respiración o la temperatura corporal. Una serie de nanosensores incorporados en este parche serán los encargados de rastrear, en tiempo real, esos biomarcadores que indican que el organismo está produciendo citoquinas, las proteínas responsables de la respuesta inmune para combatir un virus.
"En algunos pacientes de Covid-19 estamos viendo una 'tormenta de citoquinas' que puede dañar seriamente sus sistemas cardiovasculares. Ser capaz de detectar los primeros signos de estas tormentas y rastrearlas en tiempo real sería un gran paso adelante en el tratamiento de pacientes de alto riesgo", explica Wolf Hautz, profesor del Inselspital de Berna y socio del proyecto.
Para adelantarse a esta respuesta inmunológica, el gemelo digital Digipredict emplea una tecnología de ingeniería biomédica conocida como el 'órgano en chip'. Un sistema de órganos artificiales diseñado para seguir minuto a minuto la información recopilada sobre las condiciones de los pacientes, ayudando a los médicos a seleccionar protocolos de tratamiento personalizados.
"A través de esta recopilación de datos y un algoritmo de inteligencia artificial, proporcionaremos análisis objetivos y cuantitativos que ayudarán a tomar una decisión médica con el menor error posible", explica Ionescu.
Los gemelos digitales son réplicas digitales de un objeto, proceso o sistema. Se utilizan tanto en el diseño como en procesos de producción para comprender mejor cómo se comportará el sistema a lo largo de su ciclo de vida. Más allá del tratamiento de la Covid-19, el nuevo desarrollo suizo permite que los gemelos digitales revolucionen la atención sanitaria en el siglo XXI para que sea más personalizada, preventiva y proactiva.