Gemelos digitales para tratar la artritis reumatoide

Se sabe que la mayoría de los pacientes con enfermedades inflamatorias como la artritis reumatoide, la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa, no se sienten completamente saludables a pesar de estar tomando medicamentos. Esta es una situación que causa sufrimiento.

En una enfermedad inflamatoria, miles de genes alteran la forma en que interactúan en diferentes órganos y tipos de células. Además, el proceso patológico varía de un paciente a otro con el mismo diagnóstico, e incluso dentro de un mismo paciente en diferentes momentos.

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R. I.

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Hoy día resulta extremadamente difícil diagnosticar y tratar cambios tan complejos y variados.

En este proyecto que ha estado en marcha durante cinco años, los investigadores han estado tratando de resolver este problema y adaptar medicamentos a pacientes individuales mediante la construcción y el procesamiento de datos de sus gemelos digitales, es decir, modelos digitales de cada mecanismo único de la enfermedad del paciente.

Ahora, el grupo de investigación ha encontrado una posible solución: los cambios pueden organizarse en programas moleculares. Dichos programas moleculares están regulados por un número limitado de proteínas interruptoras de «apagado y encendido», algunas de las cuales son objetivos conocidos para fármacos como los inhibidores del TNF. Pero no es una opción terapéutica que ayude a todos.

«Nuestros análisis de pacientes que respondieron o no a la terapia con TNF revelaron diferentes proteínas interruptoras en diferentes individuos», explica el autor del estudio, Mikael Benson. « Otro descubrimiento importante fue que las proteínas no controlaban las enfermedades, sino que eran más como interruptores que aumentaban o disminuían los programas de enfermedades».

Cada proceso fisiológico se puede describir con ecuaciones matemáticas. Esta técnica avanzada de modelado digital se puede ajustar a las circunstancias únicas de un paciente mediante el análisis de la actividad de todos y cada uno de los genes en miles de células individuales de sangre y tejido. Un gemelo digital se puede usar para calcular el resultado fisiológico si cambia una condición, como la dosis de un medicamento.

En el estudio actual, los investigadores combinaron análisis de un modelo de ratón con artritis reumatoide y gemelos digitales de pacientes humanos con diversas enfermedades inflamatorias.

«Aunque solo las articulaciones estaban inflamadas en ratones, descubrimos que miles de genes cambiaron su actividad en diferentes tipos de células en diez órganos, incluidos la piel, el bazo, el hígado y los pulmones», explica Benson.

Según Benson, «esta es la primera vez que la ciencia ha obtenido una imagen tan amplia de cuántos órganos se ven afectados por la artritis reumatoide. Esto se debe en parte a la dificultad de tomar muestras físicas de tantos órganos diferentes».

Los gemelos digitales han revelado a los investigadores nuevas oportunidades para el tratamiento eficaz de enfermedades graves.

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«Los métodos se pueden desarrollar para adaptar la combinación correcta de medicamentos para proteínas «on» para pacientes individuales -añade Benson-. Los programas que describimos se pondrán a disposición de la comunidad investigadora para que se puedan realizar más estudios clínicos de pacientes con diferentes enfermedades inmunitarias