Desarrollo de “pacientes virtuales” permitiría demostrar eficacia de ensayos clínicos en pocos días

Modelaciones matemáticas y computacionales UC de infartos al corazón y daños pulmonares, podrían replicarse al desarrollo nuevos tratamientos médicos. Avances chilenos serán presentados en China, durante el próximo encuentro anual del World Laureates Forum.

El profesor de Ingeniería de la Universidad Católica (UC), Daniel Hurtado, nombrado una de las diez promesas científicas del futuro por el Foro Económico Mundial en 2018, presentará en China el desarrollo local de “pacientes virtuales” para acelerar el diagnóstico y diseño de terapias para enfermedades cardíacas y respiratorias.

Se trata de modelaciones matemáticas y computacionales de infartos al corazón y daños pulmonares, que podrían replicarse a nuevos tratamientos médicos, reduciendo las pruebas masivas en humanos, que son muy costosas y toman muchos años. También permitirían demostrar la eficacia de los ensayos clínicos de etapa temprana y en pocos días.

“La idea de este trabajo, es aportar al desarrollo de cuerpos humanos virtuales, para que los médicos y científicos pueden realizar investigaciones y tratamientos sin la necesidad de experimentar con personas reales”, destacó Daniel Hurtado, quien además es investigador del Instituto de Ingeniería Biológica y Médica UC y del Núcleo Milenio de Resonancia Magnética Cardiovascular.

El ingeniero adelantó que estas herramientas, aplicadas también en otros países, permiten reconstruir digitalmente la anatomía de un órgano y definir sus principales propiedades. Esta información, dijo, se obtiene de un paciente real a través de técnicas no invasivas de imágenes médicas de alta resolución.

“Luego los datos se introducen en un modelo matemático complejo de los mecanismos que gobiernan la función de los órganos, lo que da como resultado varios millones de ecuaciones e incógnitas. Todo lo anterior es resuelto en tiempos acotados gracias al uso de supercomputadores y de inteligencia artificial”, agregó el profesor.

Si bien esta tecnología muestra la condición actual del paciente, Hurtado precisó que también se puede utilizar para simular respuestas potenciales a nuevas situaciones. Por ejemplo, añadió, se puede revelar la respuesta de un órgano a un fármaco, permitiendo a los investigadores realizar una evaluación virtual de su eficacia y riesgos antes de probarlo en humanos, lo que reduce drásticamente posibles efectos secundarios y entrega una evaluación preliminar de la respuesta.

En el caso de las vacunas, el ingeniero explicó que el desarrollo de “pacientes virtuales” permitirá además demostrar su eficacia en pocos días. A futuro, sentenció, podrían acelerar la creación de vacunas, pudiendo suministrarse antes del brote de una enfermedad, con costos reducidos.

China

Daniel Hurtado es el único chileno invitado por la World Laureates Association como “Científico Joven” a participar de su tercer encuentro anual World Laureates Forum a celebrarse en Shanghai, entre los días 29 de octubre y 01 de noviembre de 2020.

En el encuentro internacional, donde participarán más de 44 premios Nobel junto con el grupo de científicos jóvenes invitados, se abordará el futuro de la ciencia a nivel global, así como los nuevos avances en investigación colaborativa para enfrentar la pandemia.

Entre los aportes científicos y tecnológicos de Daniel Hurtado, destaca el primer modelamiento matemático de un corazón virtual en Chile, para entender mejor el funcionamiento de este órgano y las enfermedades cardiovasculares, que es una de las principales causas de muerte en el país.

Junto a un equipo médico de la UC y del Hospital El Carmen de Maipú, trabajo interdisciplinario que promueve el programa de Ingeniería 2030 de CORFO, el investigador también lideró el desarrollo de una plataforma digital destinada a reducir el daño pulmonar, en casos de pacientes críticos que reciben ventilación mecánica en las unidades de cuidados intensivos.

Otro aporte del ingeniero, fue el diseño de un dispositivo electrónico que monitorea el flujo de las vías aéreas artificiales. La innovación fue destacada además en Silicon Valley por ayudar a la salud de los niños con traqueostomía y pacientes en riesgo de depresión respiratoria.