Un hito en la tecnología médica La ciencia ya fabrica tu gemelo digital y te puede salvar la vida

MareNostrum es la joya del Barcelona Supercomputing Center (BSC) y se ha convertido en referente internacional de la medicina del futuro gracias a pioneros como Mariano Vázquez, líder del grupo de mecánica computacional de alto rendimiento y fundador de la empresa Elem Biotech, una factoría de seres humanos virtuales.

Los investigadores del BSC han perfeccionado una copia del órgano que mantiene con vida al ser humano; un clon cardíaco con el que se puede experimentar sin peligro, por ejemplo, provocándole un infarto y viendo cómo reacciona, y que sirve para probar fármacos o diseñar mejores marcapasos. Además, han creado un repositorio destinado a contener cientos de corazones digitalizados de todo tipo, una herramienta que disminuirá el tiempo y el coste de los ensayos clínicos. En la actualidad, el proceso de llevar un nuevo medicamento al mercado requiere de diez a quince años y una inversión de 2000 millones de dólares.

Decenas de laboratorios de los cinco continentes colaboran y compiten en una carrera multinacional que no se limita a la cardiología. Están fabricando células, tejidos y todo tipo de órganos, sangre… Incluso cerebros. Y los están ensamblando con el propósito de crear réplicas humanas completas, una legión de Frankensteins construidos con unos y ceros. Pero solo es el aperitivo de lo que está por venir. Tú, lector, tendrás un gemelo digital. Un doble dispuesto a ser tu conejillo de Indias.

Si se cumplen las previsiones, en la década de 2030 esa copia virtual te acompañará como si fuera tu sombra. Llevará tatuados los 20.000 genes de tu ADN, letra por letra. Guardará tu historial médico y los resultados actualizados de los análisis y pruebas realizados a lo largo de tu existencia. Y extraerá conclusiones que te salvarán la vida. Sabrá la cantidad exacta de colesterol que se ha adherido a las paredes de tus venas y, dependiendo de tu alimentación y de tus hábitos, te dirá cuándo vas a necesitar un by-pass coronario. Envejecerá contigo. Incluso, si te pica la curiosidad, anunciará la fecha de tu muerte.

«En el fondo, las preocupaciones que impulsan la creación de gemelos digitales son las mismas desde tiempo inmemorial y se resumen en una palabra: sobrevivir. No es muy diferente a lo que hacían nuestros antepasados al crear un modelo de terracota de una parte del cuerpo dañada o enferma, que se usaba como ofrenda votiva para atraer la atención divina hacia un problema médico urgente», expone Peter Coveney, profesor de química e informática del University College London y coautor de Virtual You (Princeton University Press), libro que explora una tecnología que está destinada, asegura, a revolucionar la medicina en los próximos años.

La medicina 4P

Coveney añade para explicarlo: «Es lo que llamamos medicina 4P: preventiva, participativa, personalizada y, sobre todo, predictiva. Esto contrasta con el enfoque actual, que es sobre todo retrospectivo». En el ámbito de las ciencias físicas, lo más parecido son los pronósticos del tiempo. «Estos se basan en la conjunción de millones de datos de satélites y estaciones meteorológicas; y de miles de simulaciones», explica Coveney. Te informan, por ejemplo, sobre la inminente llegada de una DANA, cuándo y dónde impactará. Y aciertan cada vez más.

«Sin embargo, en las ciencias biológicas la norma es reaccionar a algo que ya está sucediendo. Si experimentas ciertos síntomas, el médico realiza un diagnóstico. Pero no puede prever la enfermedad que desarrollarás antes de que se manifieste», comenta el experto. Si eres fumador, puede alertarte sobre la alta probabilidad de desarrollar un cáncer de pulmón, aunque esto se trate más de prevención que de predicción. Puede que lo padezcas, o no... «Pero con la recopilación de tus datos y la creación de un gemelo digital en el que realizar simulaciones, en los próximos años se podrá obtener una previsión cada vez más precisa. Es un cambio de paradigma».

¿Qué ha cambiado para que ahora sí sea posible realizar medicina predictiva? «El cuerpo humano es muy complejo. Y la teoría del caos complica las cosas porque una pequeña variación aleatoria puede tener repercusiones enormes. La biología necesita de una extraordinaria capacidad de computación para poder modelar las combinaciones», explica Coveney.

Pero lo que hoy hacen los superordenadores (con la lengua fuera) lo harán los ordenadores cuánticos (sobradamente). Y la implantación del 6G (que es 50 veces más rápido que el 5G) dará la velocidad suficiente para que los diagnósticos y los tratamientos no solo lleguen a tiempo, sino que se adelanten a la enfermedad. La inteligencia artificial acotará la búsqueda, como ya se viene haciendo para predecir la forma en la que se pliegan las proteínas.

También harán falta datos personalizados, muchísimos. Lo que plantea riesgos sobre la privacidad y cuestiones éticas. ¿Será una medicina universal o solo para el que pueda pagarla? Hay datos, como los biométricos, que son diferentes para cada uno de nosotros y nos acompañan toda la vida. Definen nuestra identidad, por eso se usan en criptografía. Pero podrían comercializarse.

La intención de Sam Altman, el creador de ChatGPT, de escanear cientos de millones de retinas a cambio de una pequeña recompensa en criptomonedas y almacenar esta información en un paraíso fiscal plantea no pocas inquietudes. También existe la posibilidad de que un hacker se apodere de tu gemelo digital y lo ‘secuestre’, lo que abre un amplio abanico de oportunidades para la delincuencia, desde la suplantación de identidad hasta la extorsión. ¿Y qué pasará si las aseguradoras y las empresas exigen (o consiguen que se les filtre) el acceso a la información de nuestro gemelo digital?

¿Y por qué limitar las copias al mundo digital? El uso de células madre para poder crear organoides, versiones en miniatura de órganos humanos, está siendo otro de los avances más prometedores de la ciencia en los últimos años y también tendrá un gran impacto en la medicina personalizada.

Dispositivos híbridos, como los biochips, ya incorporan células humanas y dispositivos de silicio para la fabricación, por ejemplo, de piel in vitro. Implantes electrónicos, interfaces cerebro-computadora, exoesqueletos, incluso ‘piezas’ de repuesto para trasplantes están a la vuelta de la esquina…

«A medida que se generalicen estas tecnologías, el concepto de lo que significa ser humano podría cambiar. Surgirán preguntas sobre hasta qué punto podrás tomar tus propias decisiones y en qué medida estarán moldeadas por simulaciones. Esto dará lugar a más prejuicios contra los pobres y los que no puedan o no quieran tener gemelos digitales, conduciendo a nuevos tipos de discriminación», advierte Coveney. Incluso puede acelerarse la temida escisión de la humanidad en dos especies separadas por un apartheid biológico.

O puede que lo asimilemos con naturalidad y nos acostumbremos a que el médico de cabecera pida una simulación informática antes de prescribir un tratamiento o recetar un fármaco. Pero lo más probable es que nuestra noción de lo que significa estar sano cambie para siempre.

«Una persona podría considerarse ‘enferma asintomática’, aunque se encuentre bien, si su gemelo digital muestra que podría vivir más tiempo al cambiar su estilo de vida, adoptar una nueva dieta o usar un implante o medicamento», sentencia Coveney.

Nuestro gemelo tendrá un hambre insaciable de todo lo que pueda servirle para parecerse cada vez más a nosotros. Pruebas genéticas, análisis, radiografías, escáneres… Se alimentará también de lo que le chiven los dispositivos que llevamos encima, como relojes y aplicaciones móviles: cuentapasos, dieta, registro de sueño… Y de cualquier aparato conectado al Internet de las cosas, que se transformará en el Internet de los sentidos: la fusión de lo físico, lo biológico y lo digital.

La ciencia computacional se ha dedicado primero a construir corazones porque es lo más sencillo. Es un órgano que se comporta como una máquina, «Hay estímulos eléctricos que se propagan por sus células; un músculo que se contrae y se relaja; flujos de sangre que se pueden modelar mediante las ecuaciones de la mecánica de fluidos…», explica Alfio Quarteroni, jefe del proyecto europeo iHEART, que en mayo anunció que había logrado replicar un corazón humano completo.

Y si el corazón es lo más fácil, ¿qué es lo más difícil? El cerebro. Ese kilo y medio de gelatina gris contiene 100.000 millones de neuronas de 10.000 tipos diferentes, y cada una puede tener hasta 200.000 sinapsis (conexiones). Otro proyecto europeo está creando una especie de Google Maps cerebral. De momento, ya sabemos imitar epilepsias, pero hay una frontera: generar conciencia. ¿Se conseguirá con computación cuántica?

Otros proyectos están expandiendo la simulación al sistema cardiovascular completo. Un ejemplo es CompBioMed, que ha mapeado la circulación del cadáver congelado de una mujer coreana, una red de vasos con una longitud de 95.000 km, creando un gemelo digital basado en miles de millones de secciones transversales. El equipo pudo registrar las variaciones de la presión sanguínea y simular el movimiento de coágulos.

Después de crear células, tejidos, órganos... y ensamblar el puzle, hay que procurar que nuestro gemelo digital enferme. Y curarlo... El Laboratorio de Matemática Oncológica (Molab) de Ciudad Real está especializado en la investigación matemática de tumores y es pionero en la creación de gemelos digitales orientados al cáncer, utilizando datos de pacientes con leucemia. El objetivo es crear tratamientos individualizados.