Redacción Farmacosalud.com

La firma Dassault Systèmes ha creado el primer modelo virtual en 3D de un corazón humano -lo que se conoce como un gemelo virtual-, un sistema que reproduce fielmente el latido cardíaco y el bombeo de la sangre y que, además, reacciona a impulsos eléctricos como un corazón real, no sólo como una imagen estática. El modelo desarrollado se llama Living Heart y “ya se está utilizando en entornos reales, aunque su aplicación apenas está empezando a desplegar todo su potencial. En el Boston Children’s Hospital (Estados Unidos), por ejemplo, se han creado más de 1.600 gemelos virtuales para apoyar el tratamiento de niños con cardiopatías congénitas, ayudando así a los médicos a abordar diferentes estrategias de tratamiento de forma virtual antes de realizar una cirugía, lo que permite reducir riesgos y mejorar la toma de decisiones”, comenta Steven Levine, director sénior de Human Virtual Modelling en Dassault Systèmes.

Más allá del uso clínico directo, Living Heart también ha demostrado ser una herramienta muy valiosa para el desarrollo de nuevos tratamientos y para optimizar los procesos de aprobación regulatoria. Hoy en día, muchos dispositivos médicos llegan a los pacientes con mayor rapidez porque se diseñan y prueban en humanos virtuales en lugar de ensayarse en modelos animales.

“De hecho -señala Levine-, en colaboración con la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA), el modelo se ha empleado para definir un nuevo tipo de estudio clínico, denominado in silico. En estos ensayos, antes de realizar pruebas en humanos, se evalúa una población completa de gemelos virtuales para garantizar que los estudios con personas sean lo más eficaces posible. Esto acelerará la aprobación de nuevos dispositivos médicos, reducirá la necesidad de pruebas en animales y disminuirá tanto el número de pacientes necesarios para los test, como los costes asociados. Esta colaboración incluso ha dado lugar a la publicación de guías oficiales que van encaminadas a ver cómo los ensayos in silico pueden mejorar los enfoques tradicionales”.

Integración de imágenes médicas, datos de pacientes y tecnología de simulación
Los impulsores de Living Heart se propusieron crear una representación funcional del corazón humano e ir más allá de una imagen digital o un diagrama. Es por ello que el gemelo virtual es un “modelo científicamente validado y completamente operativo de un corazón humano que late, bombea sangre y responde a señales eléctricas tal y como lo hace un corazón real. Cuando lanzamos por primera vez el Living Heart Project, nuestro objetivo fue ir más allá de las imágenes médicas tradicionales y estáticas, y ofrecer a médicos, investigadores e innovadores una herramienta dinámica que reflejara el órgano vivo en acción, ayudando con ello a proporcionar diagnósticos avanzados y predicciones de resultados”, apunta el experto.

Lo que hace realmente único a Living Heart es que constituye una metodología que combina décadas de experiencia en ingeniería con el conocimiento médico más avanzado procedente de investigadores y especialistas clínicos. Al integrarse imágenes médicas, datos de pacientes y tecnología de simulación, se ha conseguido crear un gemelo virtual que reproduce fielmente el comportamiento mecánico y eléctrico del corazón. Esto permite visualizar cómo se contrae, cómo circula la sangre por sus cavidades y cómo responde a distintas intervenciones, todo ello sin necesidad de intervenir al enfermo.

“Podemos adaptar el modelo virtual a la anatomía y fisiología únicas de cada corazón”
Una de las grandes fortalezas del gemelo virtual cardíaco es que puede adaptarse a cada caso y simular el corazón de cada paciente, tal y como certifica Levine: “a partir de resonancias, escáneres y datos clínicos específicos, podemos adaptar el modelo virtual a la anatomía y fisiología únicas de cada corazón. Así obtenemos un gemelo virtual muy preciso, ajustado a cada persona. En la práctica, esto significa que los médicos pueden anticipar cómo reaccionará ese órgano en concreto ante diferentes intervenciones. Los cirujanos pueden simular los resultados de una operación, probar estrategias alternativas y prever posibles riesgos en un entorno seguro y virtual”.

“Hoy en día la mayoría de aplicaciones personalizadas se dan en cirugías de alto riesgo, sobre todo en niños. El Boston Children’s Hospital, por ejemplo, ya ha acumulado suficiente experiencia como para medir los beneficios: han conseguido reducir más de un 50% el número de cirugías, así como los tiempos en quirófano y los costes asociados. Tenemos ya la evidencia de que esta capacidad no sólo posibilita operaciones más seguras y precisas, sino que también abre la puerta a una nueva era de medicina personalizada en la que los tratamientos se diseñan en función de las características únicas de cada persona y no a partir de medias poblacionales”, agrega.

Notables diferencias con respecto a los modelos de IA
Según Levine, “Living Heart ha sido diseñado para replicar el corazón real con un nivel de precisión científica muy alto. A diferencia de los modelos de Inteligencia Artificial (IA) -que se basan únicamente en grandes volúmenes de datos-, nuestro enfoque parte de las leyes de la física, la química y la biología que rigen el funcionamiento real del corazón. Sabemos cómo se propaga la electricidad a través del músculo cardíaco, cómo se contrae el tejido y cómo fluye la sangre por las cavidades, y trasladamos ese conocimiento directamente al modelo”.

Con semejante base científica, Living Heart no se limita a predecir el comportamiento de manera estadística, sino que lo reproduce de una forma fiel a la biología subyacente. Su precisión ha quedado documentada en decenas de publicaciones revisadas por pares y, por supuesto, en la práctica de cirujanos y en la validación de organismos reguladores.

“Como cualquier herramienta médica, esta nueva tecnología sigue mejorando continuamente, contribuyendo con ello a ampliar el conocimiento sobre cómo funciona el corazón, qué ocurre cuando enferma y cómo podemos repararlo. Hoy ya está claro que el uso generalizado del Living Heart no únicamente mejorará nuestra comprensión global del corazón humano, sino que también permitirá que cualquiera pueda acceder a este conocimiento avanzado a través de una herramienta práctica y útil”, sostiene el director sénior de Human Virtual Modelling en Dassault Systèmes.

Levine vio la necesidad de desarrollar Living Heart debido a una experiencia familiar
Con motivo del Día Mundial del Corazón (29 de septiembre), Levine quiere transmitir el siguiente mensaje: “si trabajamos juntos, podemos vencer por fin a las enfermedades cardíacas. Ya no debemos aceptar que el problema es demasiado difícil; si compartimos lo que aprendemos y lo plasmamos a través de la tecnología del gemelo virtual, crearemos un futuro más saludable para todas las generaciones venideras. La patología cardiovascular sigue siendo la principal causa de muerte en el mundo, pero ahora contamos con nuevas herramientas para cambiar esa realidad… con el Living Heart Project hemos demostrado que el cambio es posible”.

Asimismo, aprovechando la celebración de dicha jornada, Levine destaca que “la salud es, ante todo, algo profundamente personal. Para mí, Living Heart nació de un viaje muy íntimo: cuando a mi hija le diagnosticaron una afección cardíaca, vi de primera mano la gran incertidumbre a la que se enfrentan las familias y los médicos en el momento en que deben tomarse decisiones críticas con información incompleta. Esa experiencia me motivó a reunir a expertos en cardiología, biomecánica e ingeniería, y explorar cómo la simulación podía ofrecer a los médicos una forma segura de probar y visualizar distintas opciones de tratamiento antes de aplicarlas en la vida real”.

“No se trata sólo de avanzar en la ciencia, sino de dar a médicos y pacientes la claridad que necesitan cuando se enfrentan a decisiones que cambian la vida. Cada vez que un gemelo virtual personalizado ayuda a un cirujano a planificar una operación compleja, o respalda a reguladores e investigadores en la aceleración de una nueva terapia, nos acercamos a un mundo en el que menos familias tendrán que sufrir la incertidumbre que la mía vivió en su momento. Construyamos un mundo en el que acertemos a la primera”, manifiesta el especialista.

Cada hora mueren 13 personas en España por una enfermedad cardiovascular

Po otro lado, cabe destacar que cada hora mueren en España 13 personas por alguna enfermedad cardiovascular. Así se desprende de los últimos datos de mortalidad publicados por el Instituto Nacional de Estadística (INE) correspondientes a 2023. Ese año fallecieron en territorio español más de 115.000 personas por afecciones del sistema circulatorio, según informan la Fundación Española del Corazón (FEC) y la Sociedad Española de Cardiología (SEC). “Un año más nos sumamos al llamamiento global de la World Heart Federation (WHF) sobre la importancia de cuidar la salud cardiovascular. No nos cansaremos de repetir que el 80% de las muertes prematuras por enfermedad cardiovascular se pueden prevenir con hábitos de vida saludables”, subraya el Dr. Andrés Íñiguez, presidente de la FEC.

Los hábitos de vida saludables son fundamentales para cuidar la salud cardíaca. Adoptar una alimentación equilibrada rica en frutas, verduras, pescado, cereales integrales y grasas saludables contribuye a controlar el colesterol, la presión arterial y los niveles de azúcar en sangre. También se resalta la relevancia de estar bien hidratados. Además, es importante realizar actividad física moderada de forma regular porque fortalece el corazón, los músculos, la adecuada densidad de los huesos y el buen funcionamiento de las articulaciones. El abandono del hábito tabáquico, dormir bien y manejar el estrés son, asimismo, aspectos clave para prevenir las patologías cardíacas.

“Aunque estos hábitos son sencillos y están al alcance de la mayoría, la realidad es que muchas personas no los llevan a cabo de forma constante. Por eso es necesario sumar esfuerzos desde todos los ámbitos (la familia, los colegios, el sistema sanitario y también los medios de comunicación), ya que de este modo se podrá concienciar sobre su importancia y fomentar cambios sostenibles en el estilo de vida”, apunta Íñiguez. A juicio del presidente de la FEC, promover una cultura del autocuidado es “fundamental para prevenir enfermedades cardiovasculares”.

#MuévetePorTuCorazón

Por último, desde Cardioalianza -entidad que representa a los pacientes cardiovasculares en España y que forma parte de la Federación Mundial del Corazón (WHF)- se lanza la campaña digital #MuévetePorTuCorazón, centrada en promover la actividad física como estrategia de prevención y control de las dolencias cardiovasculares. En esta línea, Cardioalianza difunde a través de sus redes sociales (Instagram, Facebook y X) mensajes y contenidos audiovisuales que animan a la población a incorporar el ejercicio en su rutina diaria. Y es que la actividad física regular, además de su impacto directo sobre la salud cardiovascular, tiene efectos positivos multisistémicos:

• Reduce el riesgo de desarrollar determinados tipos de cáncer (como el de colon o mama).

• Mejora la salud cerebral y el rendimiento cognitivo.

• Disminuye los síntomas de ansiedad y depresión, favoreciendo la salud mental y emocional.

• En niños y adolescentes, estimula el crecimiento y desarrollo musculoesquelético, optimiza la coordinación motora y potencia la salud cognitiva.