El director del laboratorio Life Science del Centro de Supercomputación de Barcelona (España), Modesto Orozco, lo sabe y por ello se sirve de la biología computacional para “encontrar esta aguja en el enorme pajar que es el ADN” y aprovecharla para desarrollar tratamientos personalizados. Esta rama del conocimiento se basa en simulaciones por ordenador que prevén el comportamiento de organismos vivos a partir de la secuenciación de su genoma y se conocen como modelos in silico. Gracias a ellos, Orozco es capaz de recrear la acción de las proteínas y “predecir cómo afecta un tratamiento” a un paciente.
Recientemente, Orozco participó en una serie de conferencias sobre supercomputación en la Real Academia de Ingeniería de Madrid (España). Entre exposición y exposición, MIT Techonology Review en español pudo hablar con él sobre su trabajo con los modelos in silico.
Una mutación genética puede provocar que un fármaco o un tratamiento que haya probado su eficacia en otros pacientes se convierta en inútil o incluso mortal. “Hay personas que se mueren cuando les das una aspirina”, lamenta. Por ello, su trabajo consiste en detectar mutaciones del ADN, replicarlas en el ordenador y aplicar un determinado tratamiento para ver cómo se comporta el organismo.
Estas mutaciones también pueden ser capaces, sin embargo, de librarse de un cáncer. Pone como ejemplo el caso de un hombre que tenía cáncer de páncreas y una esperanza de vida de cuatro meses. “Descubrieron que las células cancerígenas que tenía eran una mutación y en realidad se correspondían a las del cáncer de mama”. Afortunadamente para el paciente, el cáncer de mama tiene tratamiento.
Para explotar al máximo la ventaja competitiva de algunas mutaciones, Orozco plantea el desarrollo de fármacos “categorizados en función de la mutación”. Se trata de utilizar aquellos que ya hayan servido para un tipo de mutación como base para desarrollar nuevos tratamientos y hacer únicamente las modificaciones necesarias para un paciente en concreto. Todo ello mediante simulaciones por ordenador para probar cómo afectan los fármacos al paciente.
Humanos por ordenador
El investigador insiste en que “no es fácil para los no expertos entender el impacto de los ordenadores” en su trabajo. Pero para él representa el verdadero cambio en el estudio de la biología. Así, afirma: “Ya podemos hacer biología gracias a los ordenadores”. Prueba de ello son los in silico humans, modelos humanos simulados que permiten analizar la reacción de las personas a un determinado tratamiento sin salir del ordenador. De esta manera, se puede predecir cómo afectará la terapia al paciente sin tener que exponerle a riesgos innecesarios.
Los in silico humans “nunca serán un señor dibujado o algo de ciencia ficción”, sino que serán recreaciones por ordenador que “estarán a disposición del médico para probar”, explica. Aunque no le guste hablar de ciencia ficción, bromea con que en un futuro no muy lejano se podrían llegar a utilizar los modelos in silico para crear realidades como las de la película Avatar. “Hay gente que ya tiene modelos animales de sí mismos”, dice Orozco, aunque deja claro que él no es uno de ellos.
Los modelos in silico tienen tantas aplicaciones como imaginación tenga el investigador. Poder utilizar el ADN real de un paciente para replicar todas sus características permite utilizar las simulaciones por ordenador para recrear cualquier proceso orgánico sin riesgos. Orozco afirma que si la ciencia sigue avanzando se podrá “hacer un modelo de corazón basado en ADN real para comprobar cómo reaccionaría ante un infarto”.
Orozco agradece la puerta que abrió el Proyecto Genoma Humano, que permitió determinar la secuencia del ADN del ser humano, y que define como “el origen de la relación entre biología y ordenadores”. Sin la secuenciación del genoma no se podrían hacer estas simulaciones in silico que “permiten soñar con simular la vida tal como es”.
Foto: una colaboradora de Orozco trabaja en el laboratorio. Fuentes: Marta Pérez, IRB Barcelona
Rápido y sencillo
Actualmente, la lentitud de los modelos in silico los hace inviables para su incorporación en el día a día de los hospitales. Para ello deberían acelerar la gestión de la información y la forma en que se obtienen resultados aplicables al paciente. El proceso no puede consistir en “tomar muestras, llevarlas al supercomputador, hacer una simulación, alcanzar una cura y tener los resultados tres meses después porque el paciente puede haber muerto”.
Para incorporar el uso de los in silico en los hospitales “necesitas ser rápido e integrarlo en el proceso médico”. Este es el gran reto al que se enfrenta el equipo de Orozco: crear procedimientos sencillos que los médicos puedan usar de forma eficaz.
Por eso ahora la intención de Orozco es crear sistemas que permitan a los profesionales sanitarios trabajar de forma autónoma con los modelos in silico sin la ayuda de un técnico o de un científico especializado. De esta manera, Orozco y los biológicos computacionales no serán los únicos que busquen “la aguja en el pajar” y podrán dejar a los médicos que encuentren esa mutación que afecta al paciente o que le puede salvar la vida.