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Perspectivas duales sobre los gemelos digitales en la ciencia de la interceptación

Perspectivas duales sobre los gemelos digitales en la ciencia de la interceptación

 


En el siglo XIX, había varias formas de fotografiar una sola imagen. A medida que se perfeccionó la captura de imágenes, las personas notaron que las fotos fijas sucesivas (o puntos de datos) apiladas una tras otra a 10 o 12 cuadros por segundo (FPS, por sus siglas en inglés) podían simular movimiento.

El siglo XX trajo nuevos avances en tecnología: películas mudas de entre 16 y 24 FPS, seguidas de video de movimiento suave a 60 FPS. Y hoy, videos de hasta 10 billones de fotogramas por segundo. Con el tiempo, los científicos e ingenieros determinaron que capturar imágenes a alta velocidad podría predecir los próximos pasos o el futuro a corto plazo de los sistemas complejos.

Al igual que los cineastas, los médicos y los científicos usan puntos de datos individuales para armar una representación virtual de la salud de una persona. Pero, por lo general, un médico recopila biomarcadores y datos biométricos de una persona cada 12 meses en su examen físico anual y los reúne durante la vida de la persona. Es como tomar varias fotografías individuales y apilarlas para simular movimiento, como hicieron los cineastas en el siglo XIX.

Hoy, los médicos e investigadores tienen la oportunidad de recopilar datos de pacientes cada milisegundo de cada día, en lugar de una vez al año, utilizando sensores que ya existen. ¿Esta constante recopilación y análisis de datos podrían ayudar a los médicos a predecir hacia dónde se dirige la salud de la persona en semanas, meses o años en el futuro? Eso es lo que los científicos de Janssen pretenden descubrir.

Abran paso a los gemelos digitales.

Un artículo de 2017 en la revista Forbes describe a un gemelo digital como "un modelo virtual de un proceso, producto o servicio" y un "puente entre el mundo físico y el digital". Aunque los gemelos digitales se utilizan en distintas industrias, tienen un potencial particularmente emocionante en el cuidado de la salud.

En Janssen, la misión del acelerador del mundo sin enfermedades (WWDA, por sus siglas en inglés) es predecir y prevenir la enfermedad en sus primeras etapas. Al crear gemelos digitales de la salud de una persona antes y durante el inicio de la enfermedad, tenemos el potencial para identificar los predictores más tempranos de incubación y progresión de la enfermedad. Lograr los detalles y la amplitud de datos necesarios para crear gemelos digitales en el cuidado de la salud requiere la integración y el análisis de los conjuntos de datos de atención médica tradicionales, como los registros médicos electrónicos, con los datos continuos disponibles a través de los avances en la tecnología de sensores y dispositivos móviles.

En esta discusión, Patrick Loerch, Ph.D., jefe global de Biomarcadores de Prevención y Ciencias de Datos de WWDA, y Richard Fougere, vicepresidente de I+D de Salud del Consumidor y jefe de Sensores y Vestibles de WWDA, nos dicen por qué creen en el poder y el potencial de los gemelos digitales para el cuidado de la salud, y cómo sus equipos están en una posición única para trabajar juntos para hacer realidad este concepto.

¿Por qué cree en el potencial de los gemelos digitales para el cuidado de la salud y qué impulsó a WWDA a seguir este enfoque?

Patrick Loerch: Para nosotros, el énfasis de un gemelo digital, en el contexto de un mundo sin enfermedades, es la idea de que estamos buscando detectar las enfermedades en sus primeras etapas. Las personas a las que nos dirigimos son asintomáticas: aquellas que ingresan al consultorio de un médico y son identificadas como sanas, aunque podrían estar incubando cáncer u otra enfermedad crónica. Con los gemelos digitales, es posible que podamos evitar las muestras de sangre invasivas y las muestras biológicas en personas "sanas", y aun así lograr el resultado deseado de descubrir la enfermedad temprano. Como dice frecuentemente Bill Hait, jefe global de Innovación Externa de Johnson & Johnson: “Cien años a partir de ahora, alguien va a mirar hacia atrás y decir: '¿Puede creer que esperaban hasta que tuvieran una enfermedad, y recién entonces hacían algo al respecto?'”.

Richard Fougere: Si me lo hubiera preguntado hace cinco o diez años, es posible que no hubiera creído en este concepto, porque las capacidades que tenemos hoy simplemente no existían. Hoy, confío en que la creación de gemelos digitales es posible debido a la mayor precisión que estamos viendo con los sensores, junto con nuestra creciente capacidad de medir datos en tiempo real de una manera pasiva y no invasiva para incorporarlos a los algoritmos.

¿Puede compartir un ejemplo de cómo sus equipos trabajan juntos en los gemelos digitales?

RF: A modo de ejemplo, en ciertas enfermedades, las personas en riesgo pueden tener biomarcadores en sus fluidos corporales que indican que tienen una mayor probabilidad de desarrollar una enfermedad, incluso si la persona se ve y se siente "saludable", como mencionó Patrick. Mi equipo podría trabajar para desarrollar un sensor o dispositivo vestible, uno que no sea invasivo y no interfiera con la vida cotidiana, para rastrear los fluidos corporales de un individuo durante un período, que busque los biomarcadores en cuestión. Mientras que los registros médicos tradicionales o las pruebas de laboratorio solo toman una instantánea en un solo punto en el tiempo, los biomarcadores basados en sensores pueden detectar en tiempo real si es probable que esta persona esté o no en un camino hacia el desarrollo de una enfermedad. Esta tecnología nos permite definir con mayor precisión la ventana de tiempo en la que podemos intervenir y retrasar la progresión de la enfermedad o detener su desarrollo. Hasta la fecha, ya hemos podido demostrar la importancia clínica de varios de nuestros sensores.

PL: Ahí es donde entra mi equipo de Biomarcadores de Prevención y Ciencias de Datos. Implementamos sistemas seguros de captura e integración de datos y diseñamos los algoritmos que aprenden iterativamente de los sensores desarrollados por el equipo de Rick. Integramos los datos del sensor con varias fuentes de datos relevantes para la enfermedad específica, idealmente durante un largo período. Al integrar diversos datos sobre los mismos individuos, podemos desarrollar un gemelo digital cada vez más preciso de una cohorte de pacientes, con el que apuntamos a detectar o prevenir enfermedades.

¿Por qué Janssen y WWDA están bien posicionados para llevar hacia adelante el concepto de gemelos digitales para satisfacer las crecientes demandas de innovación en el cuidado de la salud?

RF: Pensando en términos generales, Janssen es parte de J&J, lo que significa que somos un consumidor, un dispositivo médico y una compañía farmacéutica. WWDA se dedica a transformar la salud del consumidor y a desarrollar soluciones novedosas que realmente mejoren la salud humana. En mi experiencia con otras compañías, el acceso a la experiencia a veces tiene un costo significativo, y eso en el mejor de los casos. Pero dentro de J&J, tenemos una posición única para llevar a cabo un enfoque intersectorial de los gemelos digitales, con una experiencia fenomenal en toda la empresa. Además, a través de las colaboraciones externas centradas en datos que el equipo de Patrick ha establecido, podemos realizar mejores análisis y entrenar nuestros algoritmos con más éxito, lo que nos acerca a hacer realidad nuestra visión.


PL: Definitivamente reiteraría esa perspectiva. Cuando pensamos en el concepto de prevenir e interceptar enfermedades, la mayoría de las personas que buscamos involucrar han tenido poca o ninguna interacción con el sistema del cuidado de la salud porque aún no están "enfermas". Ahí es donde resulta útil tener un segmento híbrido de consumidores de ciencia y salud, uno que comprenda la biología subyacente. Al ser una organización del cuidado de la salud global y multisectorial, podemos centrarnos en la salud humana en su conjunto y buscar identificar la intervención adecuada para una enfermedad determinada, una solución que puede administrarse de muchas formas: terapia, un dispositivo, una aplicación nutracéutica o digital.

¿Qué los motiva a liderar este enfoque único?

PL: Al principio de mi carrera, trabajé para desarrollar terapias con células T con CAR para el mieloma múltiple en etapa tardía.  Si bien este trabajo fue muy significativo para mí, y ciertamente fue importante para aquellas personas con cánceres en etapa tardía, es emocionante estar trabajando desde el otro extremo. Cambié mi enfoque de tratar la enfermedad a revertir el desarrollo de la enfermedad y prevenirla por completo. La posibilidad de lograr esto me motiva mucho, y tengo una conexión personal con este objetivo. El concepto de gemelos digitales, junto con el resto del trabajo que WWDA está haciendo, podría ayudarnos a hacer realidad un mundo sin enfermedades.

RF: Imagine tener la capacidad de sacar provecho sin esfuerzo de su propia rutina diaria, a veces dos o tres veces por día, y al hacerlo, estar posicionado para guiarse a sí mismo a través de una estrategia de intervención de salud efectiva, detener la enfermedad antes de que comience, a través de una comprensión de sus datos. Los humanos tienen el potencial biológico teórico para vivir entre 130 y 150 años, sin embargo, la esperanza de vida promedio es mucho menor debido a la enfermedad. Eso es lo que me motiva. La posibilidad de ayudar a las personas a vivir vidas más largas, saludables y felices.